Biofísica UBA XXI 1 P Oct 22 T7 - 4. Termodinámica

En un recipiente adiabático que contiene 1566 ml de alcohol etílico a 32 °C, se agrega un bloque de hielo a -30 °C. Si la temperatura final del sistema es de 8,8 °C, determinar la masa de hielo agregada, sabiendo que el alcohol etílico se mantiene en estado líquido en todo el proceso.

Datos: Ce hielo = 0,5 cal/g°C; Ce agua = 1 cal/g°C; C fusión agua = 80 cal/g; Ce alcohol = 0,586 cal/g°C; densidad del alcohol = 0,789 g/cm³

 

Q =	calor intercambiado
mal cal (8,8 ºC - 32 ºC) +	El alcohol cede calor hasta la temperatura de equilibrio
+ mh ceh (0ºC - ( - 30ºC)) +	El hielo absorbe calor hasta la temperatura de cambio de estado
+ mh Cf +	El hielo se funde
+ mh cea (8,8 ºC - 0 ºC) =	El agua ( el hielo fundido) absorbe calor hasta la temperatura de equilibrio
= 0	Recipiente adiabático

 

mal = masa e l alcohol = densidad * volumen = 0,789 g/cm3 * 1566 cm3 = 1235,57 g

ceal = calor especifico del alcohol = 0,586 cal/grºC

mh = masa de hielo

ceh = calor especifico del hielo  = 0,5 cal/ grºC

Cf = calor latente de fusión = 80 cal/gr

cea = calor especifico del agua  = 1 cal/ grºC

 

Reemplazando y despejando mh

mh = mal cal 23,2 ºC / (ceh 30ºC + Cf + cea 8,8 ºC) =

mh =  1235,57 gr 0,586 cal/grºC 23,2 ºC / ( 0,5 cal/grºC 30ºC + 80 cal/gr + 1 cal/grºC 8,8 ºC) = 161,83 gr