Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T8 – 8 Termodinamica

Un recipiente adiabático contiene en su interior 600 gr de hielo, 100 ml de agua y 2 kg de plomo en equilibrio térmico. Este sistema intercambia calorías con otra fuente modificando su temperatura. Calcule la cantidad de calorías absorbidas por el sistema sabiendo que alcanzo una temperatura final de 25 °C.

Datos: Ce agua = 1 cal/gr °C; calor de fusión hielo = 80 cal/gr; Ce hielo = 0,5 cal/gr °C; Ce Pb = 0,03 cal/gr °C

 

Hielo y agua en equilibrio térmico à T = 0 °C

 

Q =	Calor absorbido
+ mh Lf +	El hielo se funde (cambio de fase)
+ mh Ca (Tf – Ti) +	El agua (hielo fundido) se “calienta” hasta la temperatura final
+ ma Ca (Tf – Ti) +	El agua se “calienta” hasta la temperatura final
+ mp Cb (Tf – Ti)	El plomo se “calienta” hasta la temperatura final

 

Donde

mh = masa de hielo = 600 gr

Lf = calor latente de fusión = 80 cal/gr

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

Tf = temperatura final = 25 °C

Ti = temperatura inicial = temperatura de equilibrio hielo y agua = 0 °C

ma = masa de agua = 100 gr (equivale a 100 ml)

mp = masa de plomo = 2 kg = 2000 gr

Cb = calor especifico del plomo = 0,03 cal / gr °C

 

Reemplazando

Q = 600 gr 80 cal/gr + 600 gr 1 cal/gr °C (25 °C – 0 °C) + 100 gr 1 cal/gr °C (25 °C – 0 °C) + 2000 gr 0,03 cal/gr °C (25 °C – 0 °C) = 67000 cal