Primero, hay que ordenar que datos SI conoces:
m(agua)=500g ; m(hielo)=300g ; m(metal)=1000g
Ti(agua)=Ti(hielo)= 0 °C ; Ti(metal)=240 °C
Cp(agua)= 4.1813 J/°C.g ; Lf(hielo)= 333.9 J/g
La temperatura final del sistema es Tf= 0 °C , esto es porque el enunciado te dice que el sistema alcanza el equilibrio cuando todo el hielo se transformo en agua liquida y, como en todo cambio de estado, su temperatura no varía.
Se conoce todo, menos, el calor específico del metal. Para hallarlo, se plantea que la sumatoria del calor del sistema es igual a 0 J. Como la temp. del agua no varió, el agua no absorbió ni cedió calor. Lo que ocurrió fue que todo el calor cedido por el bloque metalico, lo absorbió el bloque de hielo, provocando su fusión. Como es un cambio de estado, la ecuación de calor es:
Q(fusión)= m(hielo).Lf(hielo)
Sumatoria de calor igual a 0 J:
Q(fusión)+Q(metal)=0 J
m(hielo).Lf(hielo)+m(metal).cp(metal).(Tf-Ti(metal))=0 J
(300g*333.9 J/g)+1000g*cp(metal)*(0 °C-240 °C)= 0 J
Despejando Cp(metal), da que
Cp(metal)=0.4174 J/°C.g
Esa es la primer parte del problema, despues, tenes que averiguar la temp final del sistema si la masa del metal fuera el doble.
Los datos son:
m(agua)=500g ; m(hielo)=300g ; m(metal)=2000g
Ti(agua)=Ti(hielo)= 0 °C ; Ti(metal)=240 °C
Cp(agua)= 4.1813 J/°C.g ; Lf(hielo)= 333.9 J/g ; Cp(metal)=0.4174 J/°C.g
Hay que hallar la Tf, y se plantea la ecuación de calor igual a 0.
m(agua).Cp(agua).(Tf-Ti(agua))+m(hielo).Lf(hielo)+m(hielo).Cp(agua).(Tf-Ti(hielo))+m(metal).Cp(metal).(Tf-Ti(metal))= 0 J
500g*(4.1813 J/°C.g)*(Tf-0°C)+300g*(333.9 J/g)+300g*(4.1813 J/°C.g) *(Tf-0°C)+2000g*(0.4174 J/°C.g)*(Tf-240°C)= 0 J
Despejando Tf, te da que Tf=23.96 °C redondeando:
Tf=24 °C
Cualque duda, pregunta