cuando hielo es a-20°C se debe agregar a 200g de agua a 50°C para que se produzca la temperatura de equilibrio a 40°C
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Respuestas a la pregunta
La masa de hielo necesaria, para intercambiar calor, con 200 g de agua a 50°C y alcanzar 40°C en el equilibrio térmico es de 14.43 g
La ley cero de la termodinámica permite inferir que cuando dos sustancias puestas en contacto e intercambian calor se llega al equilibrio térmico alcanzan la misma temperatura . El calor absorbido por el cuerpo frió es igual al calor cedido por el cuerpo caliente. Se expresa como
Q ganado = Q perdido
Q ganado hielo= m hielo * Ce hielo* ( Ti -0°C) +m hielo* L f + m *Ce agua * Δ T agua f
Q perdido agua= m agua c * Ce agua *Δ T agua c
Datos
Ce agua= 1 cal/(g ºC)
m agua c = 200 g
Tf agua c= 40°C
Ti agua c = 50°C
Ti hielo = -20 °C
Lf hielo = 80 cal/g.
Ce hielo= 0,93 kcal/kg °C * 1000/1000= 0.93 cal /g °C
Q perdido agua c= 200 g * 1 cal/(g ºC) * (40°C-50°C)
Q perdido agua c= -2000 cal ( el signo negativo indica que es calor cedido)
Q ganado=mh *0.93 cal /g °C (0-(-)20|C + m h. *80 cal/g. + m h. 1 cal/(g ºC)* (40°C- 0°C)
Q ganado= mh*18.6+mh*80+mh* 40= 138.6 mh
2000 = 138.6 mh
mh= 2000/138.6
mh= 14.43 g