Biofísica UBA XXI Final Feb 21 34. Termodinámica

34. En un recipiente adiabático, que contiene 0,381 dm³ de un aceite a 84 ºC, se agrega un cuerpo de plata de 319 g y se aguarda hasta llegar al equilibrio. La temperatura final del aceite es de 331 K. Sabiendo que el aceite se mantiene en todo momento en estado líquido y plata en estado sólido, determina la temperatura inicial de la pieza de plata.

Datos: Ce aceite = 0,48 cal/g ºC, Ce Ag = 0,06 cal/ g ºC, ρ aceite = 0,92 g/ cm³

 

 a. 12,31 ºC

 b. 141, 7 K

 c. 82,58 K

 d. 218,57 K

█ e. - 170,55 ºC

 

Q = m1 ce1 (Te – T1) + m2 ce2 (Te – T2) = 0

 

Donde

m1 = masa de aceite = ρ  V

ρ = densidad del aceite = 0,92 g/ cm³

V = volumen = 0,381 dm³ = 381 cm³

ce1 = calor especifico del aceite = 0,48 cal/gr ºC

Te = temperatura de equilibrio = 331 K

T1 = temperatura inicial del aceite = 84ºC +273 = 357 K

m2 = masa de la plata = 319 gr

ce2 = calor especifico de la plata = 0,06 cal/gr ºC

T2 = temperatura inicial de la plata

 

Reemplazando y despejando T2

T2 = (ρ V ce1 (Te – T1) + m2 ce2 Te ) / m2 ce2 =

T2 = (0,92 g/cm³ 381 cm³ 0,48 cal/gr ºC (331 K – 357 K) + 319 gr 0,06 cal/gr ºC 331 K) / (319 gr 0,06 cal/gr) = 102,45 K – 273 = - 170,55 ºC