Biofísica Final Feb18 TD – 7 Termodínamica

7. Una gran hielera de plástico, tiene un área superficial total de 1 m² y un espesor de 3 cm. Si dentro se almacenan 7 kg de hielo a 0ºC y la temperatura exterior es de 35ºC ¿ cuanto tiempo, aproximadamente, tardara el hielo en derretirse? La conductividad térmica del plástico es de 0,042 J/m seg ºC. Datos L_fhielo = 80 cal/g; c_Phielo = 0,5 cal/gºC; 1cal = 4,187J.

 5,8 hs

 55 min

 20 min

 3,17 hs

█ 13,3 hs

 1 día

Ley de Fourier:

Q / Δt = - k A ΔT / Δx

donde

Q = calor absorbido por el hielo para fundirse = m L

m = masa de hielo = 7 kg = 7.000 gr

L = calor latente de fusión del hielo = 80 cal/g

Δt = tiempo

k = conductividad térmica del platico = 0,042 J/m seg ºC

A = área = 1 m²

ΔT = diferencia de temperatura = Tex – Tin = 35ºC – 0ºC = 35º C

Δx = espesor de la pared que divide el hielo con el exterior = 3 cm = 0,03 m

Reemplazando y despejando Δt

Δt = m L Δx / (k A ΔT) = 7.000 g 80 cal/gr 4,187 J/cal 0,03 m / (0,042 J/m seg ºC 1 m² 35º C) =

Δt = 47.851 s = 13,3 h  < -------- tiempo que tarda el hielo en derretirse