Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T5 – 5 Termodinámica

En un recipiente adiabático se encuentra a 40 °C, 350 gr de agua. Esta entrega a otro cuerpo 42 Kcal. Determine la temperatura del sistema al llegar a equilibrio térmico.

Datos: ce H2O = 1 cal/ gr °C; Calor de fusión del hielo = 80 cal/gr; ce hielo = 0,5 cal/gr °C

 

El agua cede (entrega) calor a otro cuerpo à Te < 40°

 

Opción 1:  0°C < Te < 40 °C

 

Q = m cea (Te – 40°C)

 

Donde

Q = calor cedido = -42 Kcal = -42000 cal

m = masa de agua = 350 gr

cea = calor especifico del agua = 1 cal/gr °C

Te = temperatura d equilibrio

 

Reemplazando y despejando Te

Te = Q / (m cea) = - 42000 cal / (350 gr 1 cal/gr °C) = - 120 °C < 0°C   Falso

 

 

Opción 2:  Te = 0°C

 

Q = m cea (Te – 40°C) + m L

 

Donde

L = calor de solidificación del agua = - calor de fusión de hielo = - 80 cal/gr

 

Reemplazando

Te = (Q - m L + m ce 40 °C) / (m ce) = (-42000 cal – 350 gr (- 80 cal/gr) + 350 gr 1 cal/gr °C 40 °C) / (350 gr 1 cal/ gr°C) = 0 °C