Biofísica UBA XXI Guía 3.5. Termodinámica

5. En un recipiente adiabático coexisten en equilibrio térmico una masa de 250 gramos de agua y 70 gramos de hielo. Calcule la cantidad de calorías que deberá absorber el sistema para alcanzar una temperatura de 105°C.
Datos: Ce Hielo: 0,5 cal/g°C C fusiónhielo = 80 cal/g
C vaporización agua = 540 cal/g Ce Vapor = 0,45 cal/g°C
 

Q =	Calor total absorbido
+ mh Lf +	calor absorbido por el hielo para fundirse
+ mt cea (100 ºC – 0 ºC) +	calor absorbido por el agua para “calentar” desde 0 ºC a 100ºC
+ mt Lv +	calor absorbido por el agua para evaporarse
+ mt cev (105 ºC – 100 ºC) +	calor absorbido por el vapor  para “calentar” desde100 ºC a 105ºC

 
Donde
Q = calor absorbido
mh = masa de hielo = 70 gr
Lf = calor latente de fusión del hielo = 80 cal/gr
mt = masa total de agua = mh + ma = 70 gr + 250 gr = 320 gr ( mh derretido + ma)
cea = calor especifico del agua = 1 cal / gr ºC
Lv = calor latente de vaporización del agua = 540 cal/gr
cev = calor especifico del vapor = 0,45  cal / gr ºC
 
reemplazando

Q = mh Lf + mt cea 100ºC + mt Lv + mt 5ºC = 
Q = 70 gr 80 cal/gr + 320 gr [1 cal/gr ºC 100ºC + 540 cal/gr + 0,45 cal/gr ºC 5ºC ] = 211.120 cal ------------ calor absorbido