AYUDA POR FAVOR
Usando el Segundo Principio de la Termodinámica, corrijan el enunciado y la resolución del siguiente problema.
Problema:
En un recipiente aislado, se encuentra una masa de 200 g de
agua a 10 °C; 10 g de esa masa se convierten espontáneamente en un cubo de hielo a 0 °C. Calculen a qué temperatura queda el agua en esa situación.
Resolución:
10 g de agua líquida se enfrían de 10 °C a 0 °C, entregando la
siguiente cantidad de energía en forma de calor:
Q1 = m · c · ∆T
Q1= 10 g · 1 cal/g∙°C · (0 C – 10 °C) = –100 cal
Los 10 g de agua que están a 0 °C se convierten en hielo a
0 °C entregando:
Q2 = lf · m
Q2 = –80 cal/g · 10 g = –800 cal
La energía entregada en forma de calor por esa masa de
agua para convertirse en hielo es absorbida por el resto del
agua, por lo que aumenta su temperatura:
Q = m · c · ∆T
Es decir que:
900 cal = 190 g · 1 cal/g∙°C · (Tf – 10 °C)
Por lo que su temperatura final será de:
Tf = 10 °C + 900/190 °C = 14,7 °C
Entonces los 10 g de agua cedieron 900 cal para formar el
hielo y esa cantidad fue absorbida por el resto del agua, que
aumentó su temperatura a 14,7 °C, por lo que se cumple el
Principio de Conservación de la Energía.
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