Biofísica 2P Nov 22 TB1 - 2. Termodinámica

Dentro de un calorímetro ideal de paredes adiabáticas se colocan 100 g de agua a 20 ºC y 1 atm junto con un trozo de 200 gr de cobre solido a 300 ºC. Se cierra el recipiente y se espera hasta que se alcance la temperatura de equilibrio

Datos: Ce cobre = 0,093 cal/gr K; T fusión cobre = 1085 ºC; ce agua = 1 cal/gr K; L vaporización = 540 cal/gr

Calcular:

 

a)     La temperatura de equilibrio del sistema agua cobre

 

Q =	Calor intercambiado
ma cea ( Te - 20ºC) +	El agua absorbe calor
+ mc cec ( Te -  300 ºC) =	Cobre cede calor
= 0	Recipiente adiabático

 

Donde

ma = masa de agua = 100 gr

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

Te = temperatura de equilibrio

mc = masa del cobre = 200 gr

cec = calor específico del cobre = 0,093 cal/gr K

 

Reemplazando y despejando Te

Te = (ma cea 20 ºC + mc cec 300 ºC) / (ma cea + mc cec) = (100 gr 1 cal/gr K 20 ºC + 200 gr 0,093 cal/gr K 300 ºC) / (100 gr 1 cal/gr K + 200 gr 0,093 cal/gr K) = 63,91 ºC

 

 

b)    Indicar para este proceso si aumentan, disminuyen o no cambia la entropía del agua, del cobre y del sistema completo.

 

Entropía del agua = aumenta (absorbe calor)

Entropía del cobre = disminuye (cede calor)

Sistema agua y cobre = aumenta (proceso irreversible)