Biofísica UBA XXI 1 P Oct 22 T3 - 8. Termodinámica

En un calorímetro coexisten en equilibrio térmico 6 g de vapor de agua y 4000 mg de agua en estado líquido. Se le agrega una cierta masa de hierro a una temperatura de 15 °C. Si la Tf del sistema es de 90 °C calcule la masa de hierro. Datos: Ceagua = 1 cal/(g.°C); Cehierro = 0,113 cal/(g.°C); Qvaporización= 540 cal/g

Temperatura del vapor y del agua coexistiendo = 100ºC

 

Q =	Calor intercambiado
mv Qc +	El vapor se condensa
+ mv cea (90 ºC - 100 ºC) +	El agua (resultante del vapor condensado) cede calor hasta la temperatura de equilibrio
+ ma cea (90ºC - 100ºC) +	El agua  cede calor hasta la temperatura de equilibrio
+ mh ceh (90ºC - 15ºC) =	El hierro absorbe calor  hasta la temperatura de equilibrio
= 0	Recipiente adiabático

 

donde 

mv = masa de vapor = 6 gr

Qc = calor latente de condensación = - Qv = - 540 cal/gr

cea = calor especifico del agua = 1 cal/grºC

ma = masa de agua = 4000 mg = 4 gr

mh = masa de hierro

ceh = calor especifico del hierro = 0,113 cal/grºC

 

Reemplazando y despejando mh

mh = (- mv Qc - mv cea (-10ºC) - ma cea (-10ºC) ) / ( ceh 75ºC)

mh =  (6 gr  540 cal/gr + 6 gr 1 cal/grºC 10ºC + 4 gr 1 cal/grºC 10ºC) / (0,113 cal/grºC 75 ºC) =  394,1 gr