Biofísica Final Feb 20 T6 – 11 Termodinámica

11. Dentro de un calorímetro adiabático y de capacidad calorífica despreciable, se introducen una masa de 0,5 kg de cierto metal (solido) a 120 ºC, y una masa de 30 gr de huelo a 0 ºC. La figura muestra la evolución de la temperatura de ambas sustancias en función del valor absoluto del calor intercambiado, hasta llegar al equilibrio térmico, a 20ºC. El calor especifico del metal, expresado en cal/ (gr ºC), es de:

Datos : calor especifico del hielo = 0,5 cal/(gr ºC)

             calor especifico del agua líquida = 1 cal/(gr ºC)

             calor latente de fusión del hielo = 80 cal/gr

 0,05                               0,048                             0,006

█ 0,06                               0,012                             0,96

Calor absorbido por el hielo / agua

Q = mh * Lf + ma cea (Te – Toa)

donde

Q = calor absorbido

mh = masa de hielo = 30 gr

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

ma = masa de agua = masa de hielo = 30 gr

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

Te = temperatura de equilibrio = 20ºC

Toa = temperatura inicial del agua = 0ºC

Reemplazando

Q = 30 gr * 80 cal/gr + 30 gr * 1 cal/gr C ( 20ºC – 0ºC) = 3.000 cal

Calor cedido por el metal

Q = mm * cem * (Te – Tom)

donde

Q = calor cedido = - Q absorbido por el hielo/agua = - 3.000 cal

mm = masa del metal = 0,5 kg = 500 gr

cem = calor especifico del metal

Tom = temperatura inicial del metal = 120º C

Reemplazando y despejando cem

cem = Q / ( mm * (Te – Tom)) = - 3.000 cal / ( 500 gr ( 20º C – 120ºC)) = 0,06 cal/(gr ºC)