Biofísica UBA XXI Final Feb 22 4. Termodinámica

Un bloque de hielo de 145 g (Ti -25 °C) se pone en contacto con 156 g de agua líquida que se encuentran a una temperatura de 32 °C. Se observa que una vez que se llega al equilibrio térmico la temperatura es de 0 °C. Determinar la masa de agua en estado líquido en dicho estado de equilibrio.

Datos: Cehielo = 0,5 cal/g°C; Ceagua = 1 cal/g°C; Cevapor de agua = 0,45 cal/g°C; Cfusión agua = 80 cal/g; Cvaporización agua = 540 cal/g

 

	a) 39,69 g		b) 218,40 g
	c) 116,26 g		d) 178,92 g
	e) 19,57 g	X	f) 195,74 g

 

 

Q = mh ceh (0ºC – Th) + mhd Cf + ma cea (0º - Ta) 

 

Donde

Q = calor intercambiado = 0

mh = masa de hielo = 145 g

ceh = calor especifico del hielo = 0,5 cal/g ºC

Th = temperatura inicial del hielo = -25 ºC

mhf = masa de hielo fusionada

Cf = calor latente de fusión = 80 cal/g

ma = masa de agua = 156 g

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

Ta = temperatura inicial del agua = 32º C

 

Reemplazando y despejando mhf

 

mhf = - (mh ceh (–Th) + ma cea (-Ta))/Cf = - (145 g 0,5 cal/gºC 25ºC + 156 g 1 cal/gºC (-32ºC)) / 80 cal/g = 39,74 g

 

si mhf  > 0  parte del hielo se fusiono

si mhf < 0 parte del agua se solidifico  

 

masa final de agua líquida = ma + mhf = 156 g + 39,74 g =  195,74 g