Question

me pueden ayudar con este trabajo de fisica de termodinámica es urgenteee
1. En un recipiente de capacidad calorífica despreciable, se mezclan 20 de hielo a 0 ℃ con 0.209 kilogramos de agua a 15 °C. Calcular la temperatura de equilibrio. Si = 79.78 cal/g
2. A un bloque de hielo de 20 g, inicialmente a 260,15 K, se le suministran 14 000 cal. Describa el estado final del sistema. Si = 79.78 cal/g lv=540,5 cal/g cphielo= 0,5 cal/g°C cpAgua= 1cal/g°C
3. ¿Qué cantidad de calor se ha de suministrar a 2 kg de mercurio líquido a −25 ℃ ,en su punto de ebullición, para gasificarlo? Si = 2.78 / , = 69.69 / = 0.033 /℃ , = 361℃ .
4. Se ponen en contacto, una a continuación de otra y a 10 °C, dos varillas de aluminio de 10 m de largo cada una. Sus extremos opuestos están fijos. Al calentarlas hasta 70 °C se levantan formando una V invertida. Determine la altura que alcanza el vértice de dicha V. Si = 22 ∙ 10−6 [℃−1]

Answer 1

Las correspondientes soluciones del trabajo de termodinamica son :

1)  La temperatura de equilibrio es : Tf =  7.029  C

2) El estado final del sistema es gaseoso ( vapor de agua).

3) La cantidad de calor que se ha de suministrar al mercurio líquido para gasificarlo es:  Q = 164856 cal

4) La altura que alcanza el vértice de dicha V es : h = 0.0132 m *senβ

 Para determinar las soluciones del trabajo de termodinamica se procede de la siguiente manera :

1) mh= 20 g

    Toh= 0 C

   magua= 0.209 Kg H2O = 209 g

     Toagua= 15 C  

     Tf=?

      Cf h= 79.78 cal/g      

 

        Qabsorvido = - Q cedido

        mh*Cfh+mh*Ceh* ( Tf-Toh) =- ma *Cea * (Tf-Toa)

20g* 79.78 cal/g+ 20 g * 0.5 cal/g C * ( Tf - 0 C) = -209 g*1cal/g C *(Tf - 15 C )  

      De donde : Tf =  7.029  C

                           

  2) mh= 20 g

       Toh = 260.15 K - 273 = -12.85 C

       Q = 14000 cal

       Estado final =?

       Cf= 79.78 cal/g C

        Lv = 540.5 cal /g

        Cp= 0.5 cal /g C

        Cp agua = 1 cal / g C

      Q = mh* Cf + mh* Cph * ( Tf -Toh)

   14000 cal = 20 g * 79.78 cal /g + 20 g * 0.5 cal/g C * ( Tf - ( -12.85 C ))

      Tf = 1227.51 C   gaseoso vapor de agua

   3) Q=?

       m = 2 Kg = 2000g Hg liq

      Hg liq

      To= -25 C

    Q = m* Ce * (Tf -To) + m *Cv

     Q = 2000 g * 0.033 cal/g C * ( 361 C - (-25 C ) ) + 2000 g * 69.69 cal/g

   Q = 164856 cal

4)   To= 10 C    

        Lo= 10 m

        Tf= 70 C

         h =?

        αAl = = 22 ∙ 10−6 [℃−1]

         

 Formula de dilatacion lineal :

      Lf = Lo * ( 1+ α* ( Tf -To))

     Lf = 10 m * ( 1+ 22 ∙ 10−6 ℃−1* ( 70 C -10 C ) )

     Lf = 10.0132 m

    ΔL = Lf-Lo = 0.0132 m  

    Aplicando seno, se obtiene :

        sen β = h/ΔL

        h = ΔL *senβ

       h = 0.0132 m *senβ , siendo β el angulo que forma  la dilatacion con la horizontal .