8.
En un recipiente adiabático ideal que contiene un litro de agua a 20ºC se
introducen 400 gr de cobre fundido que se encuentra a 1085 ºC. El sistema
cobre-agua se deja evolucionar hasta alcanzar el equilibrio técnico. En estas
condiciones, la temperatura de equilibrio aproximada y el estado de agregación
de cada componente resultan:
Datos
de Cobre (Cu):Temperatura
fusión = 1085ºC, Calor
latente de fusión = 50 cal/gr, Calor
especifico en estado sólido = 90 cal/kgr ºC = 0,09 cal/gr ºC
Tequi
= 895,5 ºC; Cu – sólido y vapor de agua
Tequi
= 176,9 ºC; Cu – sólido y vapor de agua
█
Tequi = 76,3 ºC; Cu – sólido y agua liquida
Tequi
= 76,3 ºC; Cu – líquido y agua liquida
Tequi
= 37,7 ºC; Cu – sólido y agua liquida
Tequi
= 37,7 ºC; Cu – líquido y agua liquida
Q
= ma
ca (Teq – Ta) - mc Lcu + mc ccu (Teq – Tcu) = 0 (recipiente adiabático)
Q = 1000 g 1 cal/grºC (Teq – 20ºC) – 400 gr 50
cal/gr + 400 gr 0,090 cal/grºC ( Teq – 1085 ºC) = 0
Despejando Teq
Teq = (1000 g 1 cal/grºC 20 ºC + 400 gr 50 cal/gr +
400 gr 0,090 cal/grºC 1085 ºC) / (1000 g 1 cal/grºC + 400 gr 0,090 cal/grºC) = 76,3 ºC
< ----------- temperatura de equilibrio
Teq = 76,3 ºC
< 1085 ºC (T fusión del cobre)
------ > cobre solido
0 < Teq = 76,3 ºC < 100 ºC ------ > agua liquida
Hola!, una pregunta, como hay que darse cuenta que el Cobre cambia de estado y asi ubicarlo en la igualación a 0 con la fórmula de cambio de estado. Yo solo había sacado los calores para variación de temperatura porque no me doy cuenta que cambia de estado sin antes sacar temperatura de equilibro. Gracias!
ResponderEliminarLa temperatura inicial del cobre = temperatura de fusión
ResponderEliminarEn contacto con el agua se iba a solidificar.
Tu duda seria si la temperatura inicial del cobre fuera mayor que la temperatura de fusión, ahí si no sabría a priori que iba a suceder.
Ahh, no me había dado cuenta que eran iguales esas temperaturas. Muchas Gracias!
ResponderEliminarHola! Una pregunta, que me surgió haciendo ejercicios parecidos, cuando se suman los calores y se igualan a 0 se les pone el signo depende si absorbió o cedió? O
ResponderEliminarO solo se suman sin importar signo, yo entendía que se ponían con signo, y si es así pondría calor del agua absorbido positivo + calor cobre cedido negativo, + calor cobre cambio de estado negativo=0 Pero me da mal si lo hago así.. muchas gracias
Fijate:
ResponderEliminarQ del agua = m ce (Te - Tagua) > 0 porque Te > Tagua entonces absorbe calor
Q del cobre = m ce (Te - Tcobre) < 0 porque Te < T cobre entonces cede calor
El signo lo da el delta T
Q del cambio de fase = m Ls < 0 porque Ls < 0 entonces cede calor
En el cambio de fase, el calor latente es el que fijar el signo
Muchas gracias!, entonces al único que se le pone el signo en la igualación a 0 es al calor latente (depende si absorbe/cede)
ResponderEliminarPor que + mc ccu (Teq – Tcu) esta en signo positivo si cede calor?. Gracias
ResponderEliminarFijate en los comentarios anteriores
ResponderEliminarEl que "fija" el signo es la diferencia de temperaturas
Teq < Tcu entonces la diferencia de temperaturas es negativa, el cobre cede calor
Porque restaste el calor latente del cobre si la fórmula dice que la *suma* de todos los Q=0??
ResponderEliminarEl cobre "cede" calor (Q < 0)
ResponderEliminarExcelente explicación Profesora Noemí. Muchas gracias.
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