Biofísica Final Feb 24 TA1 7 Termodinámica

En un recipiente adiabático ideal que contiene un litro de agua a 22 °C se introducen 800 gr de plomo fundido que se encuentra a 327 °C. El sistema plomo – agua se deja evolucionar hasta alcanzar el equilibrio térmico. En estas condiciones, la temperatura de equilibrio aproximada y el estado de agregación de cada componente resultan:

Datos del Plomo: Temperatura de fusión = 327 °C; calor latente de fusión = 5,5 cal/gr; calor especifico en estado sólido = 0,031 cal/gr °C

  

█ Tequil = 33,7 °C; Pb sólido y agua liquida Verdadero Ver desarrollo

□ Tequil = 33,7 °C; Pb líquido y agua liquida Falso Te = 33,7 °C < 327 °C (temperatura de fusión) à Estado de agregación del plomo = solido

□ Tequil = 55,7 °C; Pb líquido y agua liquida    Falso Te = 55,7 °C < 327 °C  à Estado de agregación del plomo = solido

□ Tequil = 55,7 °C; Pb sólido y agua liquida Falso Ver desarrollo

□ Tequil = 261,6 °C; Pb sólido y vapor de agua    Falso Te = 261,6 °C < 327 °C à Estado de agregación del plomo = solido

□ Tequil = 308 °C; Pb sólido y vapor de agua     Falso  Ver desarrollo

 

 0°C < Teq < 100 °C

Q =
ma ce (Te – 22 °C) +	El agua se “calienta” hasta la temperatura de equilibrio (absorbe calor)
- mPb Lf +	Solidificación del plomo (cede calor)
+ mPb cePb (Te – 327 °C) =	El plomo se “enfriar” hasta la temperatura de equilibrio (cede calor)
= 0	Recipiente adiabático

 

Donde

mPB = masa de plomo = 800 gr

Lf = latente de fusión = 5,5 cal/gr

cePB = valor especifico de plomo = 0,031 cal/gr °C

Te = temperatura de equilibrio

ma = masa de agua = 1 kg = 1000 gr

ce = calor especifico de agua = 1 cal/gr °C

 

Reemplazando y despejando Te

Te = (mPB Lf + mPB cePb 327 °C + ma ce 22 °C) / (mPB cePb + ma ce)

Te = (800 gr 5,5 cal/gr + 800 gr 0,031 cal/gr °C 327 °C + 1000 gr 1 cal/gr °C 22 °C) / (800 gr 0,031 cal/gr °C + 1000 gr 1 cal/gr) = 33,7 °C

 

Estado de agregación (T = 33,7°C)

Plomo = solido

Agua = líquida