Biofísica UBA XXI Final Oct 64. Termodinámica

64. Se introducen 550 gr de un metal a - 5 ºC  en un calorímetro con 20 gr de vapor de agua a 135 °C. Si la temperatura de equilibrio es de 90 ºC halle el calor específico del metal

Datos: densidad del agua = 1 g/cm³; Cl vapor = 540 cal/g; Ce vapor =  0,45 cal/g°C.

 

 a. 0,114 cal/gr ºC

 b. 0,162 cal/gr ºC

█ c. 0,216 cal/gr ºC

 d. 0,196 cal/gr ºC

 e. 0,244 cal/gr ºC

 

Q = Qm + Qv1 + Qmv2 + Qa

Donde

Q = calor intercambiado con el exterior = 0 (calorímetro)

 

Qm = calor absorbido por el metal = m Cem (Te – Tim)

mm = masa metal = 550 gr

Cem = calor especifico de metal

Te = temperatura de equilibrio = 90º C

Tim = temperatura inicial del metal = - 5 ºC

 

Qv1 = calor cedido por el vapor = mv Cev (100ºC – Tiv)

mv = masa de vapor = 20 gr

Cev = calor especifico del vapor = 0,45 cal/gr ºC

Tiv = temperatura inicial del vapor  = 135 ºC

 

Qv1 = 20 gr 0,45 cal/gr ºC ( 100 ºC – 135 ºC) = - 315 cal

 

Qv2 = calor cedido por el vapor al condesarse = mv Clc

Clc = calor latente de condensación del vapor = - Cl vapor = - 540 cal/gr

 

Qv2 = 20 gr ( -540 cal/gr) = - 10.800 cal

 

Qa = calor cedido por el agua = mv Cea (Te – 100ºC)

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

 

Qa = 20 gr  1 cal/gr ºC ( 90ºC – 100 ºC) = - 200 cal

 

Reemplazando

550 gr Cem (90ºC – (-5ºC)) – 315 cal – 10.800 cal – 200 cal = 0

 

 despejando Cem

Cem = 11.315 cal / 52.240 gr ºC = 0,217 cal/ gr ºC ---------- calor especifico