Hay un ítem en un ejercicio de calorimetría que no tengo ni la más pálida idea de cómo se hace.
El ejercicio en cuestión es este:
En el interior de un calorímetro que contiene 1000g de agua a 30ºC se introducen 20g de agua en estado sólido a -16ºC. El vaso calorimétrico es de Cobre y tiene una masa de 186g. Calcular:
a) La cantidad de calor que debe absorber el agua en estado sólido para fundirse.
b) La cantidad de calor que cedería el agua si la temperatura final de equilibrio fuera de 0ºC.
c) A partir de las cantidades de calor calculadas en los puntos a) y b) indicar el intervalo de la temperatura dentro del cual se encontrará la temperatura de equilibrio. Justificar.
d) La temperatura final de equilibrio.
Calor específico del Cobre: 0.0923 cal/gºC
Los items a) y b) los resolví. Dan 1776 cal y -30Kcal respectivamente, pero no sé cómo plantear el ítem c) y tengo una duda respecto al d): ¿Tengo que tomar la temperatura inicial del calorímetro como la temperatura del agua que contiene en la situación inicial? En la sumatoria de calores ¿Tengo que hacer c.m.ΔT para el calorímetro tmb?
Desde ya muchas gracias
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En el c) lo que te pide es decir, a partir de los calores de a) y b), si la temperatura final de equilibrio va a ser por encima de 0 (se funde todo el hielo), igual a 0 o menor (se congela toda el agua líquida). Como el líquido necesita ceder mucho más calor para llegar a 0 ºC que el que necesita recibir el hielo para fundirse, se puede concluir que la T final va a ser mayor a cero.
En el d) tenés que considerar que al principio el calorímetro y el agua están en equilibrio, a igual temperatura, así que en las ecuaciones tenés que meter también el calorímetro a una Ti de 30ºC. Y sí, tenés que manejarte con c.m.ΔT. Si no me equivoco la ecuación es
\[\Delta Q_{liq} + \Delta Q_{calorimetro} + \Delta Q_{hielo} = 0\]
como Tf > 0 ºC (por lo visto en c)) te queda
\[c_{liq}.m_{liq}.(T_f - 30) + c_{Cu}.m_{Cu}.(T_f - 30) +\[c_{hielo}.m_{hielo}.(0 + 16) + \lambda_{fusion}.m_{hielo} + c_{liq}.m_{hielo}.(T_f - 0)\] = 0\]
y de ahí despejás Tf.
¿Eso me pedía el item c? No te la pué... No me daba cuenta jajaja. Pensé que era alguna cuenta.
Muchísimas gracias
Pregunta: saben como resolver el ejercicio 12 de la guia?
Lo escribo:
En el interior de un calorimetro se tiene una mezcla de 100g de hielo y 300g de agua a la temperatura de 0ºC. ¿Que cantidad de agua inicialmente a 30ºC debe añadirse a la mezcla para fundir completamente el hielo? El resultado final consiste en agua liquida a 0ºc
En ese ejercicio tenés que considerar que todo el calor que cede el agua agregada para pasar de 30 ºC a 0 ºC es usado por hielo para fundirse. El agua líquida que ya está en el sistema no se ve afectada, por lo que queda fuera del balance de energía, así que la ecuación que te queda es
\[\Delta Q_{H2O agregada} + \Delta Q_{hielo}=0\]
\[m.c_{agua}.(0-30) + \lambda_{fusion}.100g=0\]
El calor de fusión del hielo y el calor específico del agua los debés de tener como datos.
alguien me ayuda con este ejercicio?? nos los dio la profesora.
un vaso de masa muy pequeña contiene 500g de agua a la temperatura de 80ºC, ¿ cuantos g de hielo a la temperatura de -20ºC han de dejarse caer para que la temperatura final del sistema sea de 50ºC ?
yo no se si la mina explico para el orto el tema, o estoy perdidisimo con la sumatoria de las fuerzas! si alguien me ayuda se lo agradeceria =)
Me acabo de dar cuenta que está mal. Lo reviso y lo subo de nuevo.
Okay, la cuestión es así:
El ejercicio es un poquito engorroso porque la sumatoria de los diferenciales de calor son cuatro y el cuarto te lo podés comer tranquilamente si sos distraido como yo. En la sumatoria tienen que estar presentes:
- El calor del agua en estado líquido (El agua que tenés en el calorímetro).
- El calor del hielo hasta llegar a 0ºC.
- El calor necesario para fundir ese hielo.
- El calor necesario para calentar el hielo descongelado a 50ºC.
Entonces la ecuación tiene que ser la siguiente:
\[\Delta Q_{agua}+\Delta Q_{hielo}+\lambda_{fusion}.m_{h}+\Delta Q_{hielo fundido}=0 c_a.m_a.(Tf_a-To_a)+c_h.m_{hielo}.(Tf_h-To_h)+\lambda_{fusion}.m_h+c_{hf}.m_{hf}.(Tf_{hf}-To_{hf}) = 0 \]
Ahora bien, para despejar hacés lo siguiente:
- Pasás el \[\Delta Q_{agua}\] para el otro lado del igual.
- En el primer miembro, sacás factor común \[m_h\].
- Pasás todo dividiendo al segundo miembro.
Si lo hiciste bien (Cosa que yo no hice a la primera vez
), te tiene que quedar así:
\[m_{h}=\frac{-c_a.m_a.(Tf_a-To_a)}{c_h.(Tf_h-To_h)+\lambda_{fusion}+c_{hf}.(Tf_{hf}-To_{hd})}\]
En esa fórmula reemplazás todos los valores que tenés como dato. La masa te tiene que dar aprox. 106,38g
Cualquier cosita, preguntá
Saludos.
ta buenisima la explicacion, pero no me da, se ve que estoy poniendo algun dato mal, o mejor dicho interpretandolo mal.
me quedaria asi, si podes decime en que me equivoco!!
- 500 x 1 x ( 50º - 80º )
________________________________________ = Mhielo
0,55 x ( 50º - ( - 20º ) ) + 80 + 0,55 x ( 0º - ( -20º) )
y no me da ni a palos !! los puse en el orden que me dijiste
Hola ¿Cómova?
Te comento. Hay tres errores en lo que vos ponés:
Primero, la temperatura final del hielo no es 50ºC, es 0ºC porque tenés que separar las diferencias de calor, ya que pasa de sólido a líquido y el calor específico de cada fase cambia.
Segundo, el calor específico del hielo fundido es el mismo que el del agua, es decir 1cal/gºC, y la temperatura inicial que tenés que usar acá es 0ºC.
El denominador te tiene que quedar así:
\[0,55\frac{cal}{gC}.[0C-(-20C)]+80\frac{cal}{gC}+1\frac{cal}{gC}.[50C-0C]\]
Saludos.
Con respecto al problema nº 13 para ser mas exactos...porque el C(hielo) se toma como 1 cal/gr.ºc y no como 0.55 cal/gr.ºc?? Asi da T=9,36ºC Gracias
gracias capo por la ayuda !!!!!!!! me salvaste, te mando un abrazo grande
(06-04-2011 00:08)pabletelpe escribió: [ -> ]Con respecto al problema nº 13 para ser mas exactos...porque el C(hielo) se toma como 1 cal/gr.ºc y no como 0.55 cal/gr.ºc?? Asi da T=9,36ºC Gracias
Si no es mucha molestia posteame por favor el enunciado, yo no soy de FRBA.
Saludos.
(06-04-2011 23:37)FunkyMonk escribió: [ -> ] (06-04-2011 00:08)pabletelpe escribió: [ -> ]Con respecto al problema nº 13 para ser mas exactos...porque el C(hielo) se toma como 1 cal/gr.ºc y no como 0.55 cal/gr.ºc?? Asi da T=9,36ºC Gracias
Si no es mucha molestia posteame por favor el enunciado, yo no soy de FRBA.
Saludos.
De la guia de Calorimetira:
13)a) En un recipiente termicamente aislado, q inicialmente contiene 2 Kg de agua a 25ºC. se introduce un trozo de hielo de 0.350 Kg de masa y que esta a 0ºC. Determinar la temperatura y las condiciones finales del sistema.
b)Repetir los calculos para 1 Kg de agua inicial.
Gracias!!
Usa 1cal/gºC para el hielo porque el hielo ya se encuentra a 0ºC. Se usa 0,55 cal/gºC cuando estás por debajo del cero y tenés que llevarla a 0ºC. En ese ejercicio te van a quedar:
\[\Delta Q_{agua}+\Delta Q_{hielodescongelado}+\lambda_{fusion}.m_{hielo}=0\]
Y el segundo término de esa sumatoria lo tenés que tratar como si fuera agua porque es cuando ya descongelaste el hielo.
Saludos.