Cátedra Cisale - Guía 4.8.11. Calorimetría

11. Se le entregan 20 kcal a un sistema formado por agua y 100 g de hielo en equilibrio térmico y a presión normal. Si la temperatura final del sistema es de 10°C, calcule la masa de agua que había en las condiciones iniciales.

 

Q = Q1 + Q2 + Q3             

 

Donde

Q = calor recibido = 20 kcal = 20.000 cal

 

Q1 = calor absorbido por el agua = ma Cea (Tf – Tia)

ma = masa del agua

Cea = calor especifico del agua = 1 cal/gºC

Tf = temperatura final = 10 ºC

Tia = temperatura inicial del agua  = 0ºC (en equilibrio con el hielo)

 

Q2 = calor absorbido por el huelo en el cambio de fase =  mh Lf

mh =  masa de hielo = 100 g

Lf = calor latente de fusión = 80 cal/g

 

Q2 = 100 g 80 cal/g = 8.000 cal

 

Q3 = calor absorbido por el hielo (convertida en agua) = mh Cea (Tf – 0ºC)

 

Q3 = 100 g 1 cal/gºC ( 10ºC – 0ºC) = 1.000 cal

 

Reemplazado

20.000 cal = ma 1 cal/gºC ( 10ºC – 0ºC) + 8.000 cal + 1.000 cal

 

Despejando ma

ma = ( 20.000 cal – 8.000cal – 1.000 cal) / ( 10 cal/g) = 1.100 g