Biofísica 2do Parcial Jun19 T1B – D1 Termodinámica

D1. El grafico de la figura muestra la evolución de la temperatura vs el calor intercambiado, de una masa de plomo (ce = 0,03 cal/grºC; Lf = 5,5 cal/gr) en estado líquido, a 327ºC, en contacto con una masa de agua que se encuentra a 0ºC, hasta que alcanzan el equilibrio térmico. Ambas sustancias se encuentran en un calorímetro cuya capacidad calorífica es despreciable,

a) Hallar la masa del agua.

Qa = ma cea (Te – To)

donde

Qa = calor absorbido por el agua = 20.000 cal

ma = masa de agua

cea = calor especifico del agua = 1 cal/gr ºC

Te = temperatura de equilibrio = 27º C

To = temperatura inicial del agua = 0ºC

Reemplazando y despejando la ma

ma = Qa / (cea (Tf – To)) = 20.000 cal / ( 1 cal/gr ºC (27ºC – 0ºC)) = 740,7 gr de agua  --------

b) Determinar el calor Q que cede el plomo hasta solidificarse completamente.

Qp =  mp Lsp + mp cep (Tf – To)

donde

Qp = calor cedido por el plomo = - 20.000 cal

mp = masa del plomo

Lsp = calor latente de solidificación del plomo = - Lfp = - 5,5 cal/gr

cep = calor especifico del plomo = 0,03 cal/grºC

Te = temperatura de equilibrio = 27º C

To = temperatura inicial del plomo = 327 ºC

Reemplazando y despejando mp

mp = Qp / ( - Lf + cep (Te - To)) = -20.000 cal /( - 5,5 cal/gr + 0,03 cal/grºC (27ºC – 327ºC)) = 1379,3 gr de Plomo

QsP = mp Lf = 1370 gr ( -5,5 cal/gr) = - 7.586,2 cal   --------- calor cedido por el plomo durante la solidificación