En un calorimetro( que se comporta termicamente como si fuese equivalente a 40g de agua) hay 200g de agua y 50g de hielo, todo a exactamente 0ºc .Dentro de el se vacían 30g de agua a 90ºc . ¿ Cuál será la condición final del sistema?
Respuestas a la pregunta
La condición final del sistema es la temperatura final : Tf = 4.06ºC
La temperatura final del sistema se calcula mediante la aplicación del equilibrio térmico, en el que se cumple que el calor absorbido es igual a menos el calor cedido, de la siguiente manera :
Calorímetro : agua 1 ; Hielo : agua 2 :
m = 40 g m = 200 g m = 50 g m = 30 g
To=0ºC To= 30ºC To= 0ºC To= 90ºC
Tf sistema =?
Equilibrio térmico : Q absorbido = - Q cedido
Qcal + Q agua 1 + Q hielo = - Q agua2
mcal*Cecal* ( Tf-To) + magua1* Ce agua * ( Tf -To) + mhielo *Cf hielo + magua * Ce* ( Tf -To) = - m agua2* Ce agua * ( Tf -To)
m cal * Ce cal = equivalente en agua = 40 g
Al sustituir los valores:
40 g*(Tf-0ºC) +200g *1cal/gºC*(Tf-0ºC)+50g*80cal/g+ 50g *1cal/gºC*(Tf-0ºC)= - 30 g * 1 cal/gC* ( Tf - 90ºC )
El valor de la temperatura final del sistema es : Tf = 4.06 ºC