Biofísica UBA XXI Examen jun 20 8. Termodinámica

8. En un recipiente adiabático que contiene una masa inicial de hielo a - 10°C , se introduce un cuerpo de 590 gr en estado sólido ( Ce= 0,28 cal/ g°C ) y pasa de una temperatura de 453 °K a una temperatura final de 303°K calcule la masa inicial de hielo

Datos: Ce hielo = 0,5 cal /g°C , CeH2O = 1cal/g°C , C fusión hielo = 80 cal/g

 a. 62,26 gr

 b. 225,27 gr

 c. 826 gr

 d. 708 gr

█ e. 215,48 gr

Q = mh Ceh (0ºC – Toh) + mh Cf + mh CeH2O (Tf – 0ºC) + mc Ce (Tf – Toc) = 0 

Donde

Q = calor intercambiado con el medio = 0

mh = masa del hielo

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

Toh = temperatura inicial del hielo = -10 ºC

Cf = calor de fusión del hielo = 80 cal/gr

CeH2O = calor especifico del agua = 1 cal/gr ºC

Tf = temperatura final del sistema = 303ºK – 273 = 30ºC

mc = masa del cuerpo = 590 gr

Cec = calor específico del cuerpo = 0,28 cal/gr ºC

Toc = temperatura inicial del cuerpo = 453 ºK – 273 = 180ºC

Reemplazando y despejado mh

mh = - mc Ce (Tf – Toc) / (Ceh (0ºC – Toh) + Cf + CeH2O (Tf – 0ºC)) =

mh = - 590 gr 0,28 cal/gr ºC (30º C – 180ºC)/(0,5 cal/gr ºC(-(- 10ºC) + 80 cal/gr + 1 cal/gr ºC 30ºC)  

mh =  215,48 gr -------------- masa de hielo