Biofísica Final Feb18 TD – 12 Termodinámica

12. Una cierta masa de hielo absorbe calor, en la figura se muestra la temperatura de dicha masa en función del calor absorbido. Entonces, la temperatura T_f es :

Datos: L_f = 80 cal/gr; c_{p hielo} = 0,5 cal/gr ºC; c_{p ag.liq} = 1 cal/gr ºC

 50 ºC █ 30 ºC

 35 ºC  94 ºC

 80 ºC  71 ºC

La línea horizontal ( T = constante) corresponde al cambio de fase solido - liquido

Q(fusión) = m Lf

donde

Q(fusión) = calor absorbido para fundir todo el hielo = 4.500 cal – 500 cal = 4.000 cal

m = masa del hielo

Lf = calor latente de fusión del hielo = 80 cal/gr

Reemplazando y despejando m

m = 4.000 cal / 80 cal/gr  = 50 gr

Q = m cl (Tf – Ti)

donde

Q = calor absorbido por el agua para elevar su temperatura de 0ºC a Tf = 6.000 cal – 4.500 cal = 1.500 cal

m = masa de agua = masa de hielo = 50 gr

cL = calor especifico del agua líquida = 1 cal/gr ºC

Tf = temperatura final

Ti = temperatura inicial = 0ºC

Reemplazando y despejando Tf

Tf = Q / (m cL) + To = 1.500 cal / (50 gr 1 cal/gr ºC ) + 0 ºC = 30 ºC  < --- temperatura final