Biofísica Final CISALE 2019 T1 – 10 Termodinámica

10. Un recipiente adiabático contiene 10 dm³ de agua a presión normal. Si se le agrega 0,5 kg de hielo a – 7 ºC y la temperatura final del sistema es de 9ºC, la temperatura inicial del agua es:

X	a) 13,6 ºC
	b) 21,7 ºC
	c) 81 ºC
	d) 53 ºC

Q =
+ mh ceh (0º C – Toh) +	Se “calienta” el hielo hasta 0 ºC (absorbe calor)
+ mh Lf +	Se funde el hielo (absorbe calor)
+ mh cea (Te – 0 ºC) +	Se “caliente” el agua/hielo derretido hasta la temperatura final ( absorbe calor)
+ ma cea (Te – Toa)	Se “enfría” el agua hasta la temperatura final (cede calor)

donde

Q = calor = 0 ( recipiente adiabático)

mh = masa de hielo = 0,5 kg = 500 gr

ceh = calor especifico del hielo = 0,5 cal/gr ºC

Toh = temperatura inicial del hielo = - 7ºC

Lf = calor latente del hielo = 80 cal/gr

Te = temperatura final = 9ºC

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

ma = masa de agua = 10 dm³ = 10 L = 10 kg = 10.000 gr

Toa = temperatura inicial del agua

Reemplazando y despejando Toa

Toa = ( mh ceh (0ºC  – Toh) + mh Lf + mh cea (Te – 0ºC) + ma cea Te ) / (ma cea) =

Toa = (500 gr ( 0,5 cal/gr ºC (-(- 7ºC)) + 80 cal/gr + 1 cal/gr ºC 9 ºC) + 10.000 gr 1 cal/gr ºC 9 ºC) / (

10.000 gr 1 cal/gr ºC) = 13,6 ºC