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[DaviaZ]

Hola de nuevo, hay alguien por ahí dispuesto a darme una mano con estos ejercicios?? :

1. Calcular el calor cedido por 200 gr. de vapor de agua para transformarlo totalmente en hielo a -10 °C
Les comento como lo encare: Qv cedido + deltaQ absorbido por el agua líquida - Qlatente de evaporación - Qlatente de fusión+ dQ absorbido por el hielo= 0
Esta bien el planteo?, lo unico que necesito son las Cp del hielo, del agua, y los calores latentes de fusión y de evaporación, incluyendo la masa de vapor.

2. Una caldera de hierro tiene 220 Kg de masa y contiene 880 Kg de agua a 20°C. Un calentador suministra energía a una tasa de 46000 KJ/h. Cuanto tarda el agua en llegar a su punto de ebullicion y en evaporarse toda? Suponer presion atmosferica normal.

Mi planteo para solamente llegar a la ebullición fue que el Qcedido+dQ absorbido por la caldera+dQdel agua= 0 Como El Qcedido= CaudalxTiempo Entonces me queda Tiempo= -dQcaldera-dQagua/ Caudal.
Para considerar la evaporación entonces me quedaría Qcedido+dQcaldera+dQagua-Qlatente de evap.= 0 Estaría bien?

Luego hay otro ejercicio que luego lo voy a plantear, eso es todo por ahora, Gracias !

[Al2000]

Re: Problemas de calorimetría

1. Me resulta mas cómodo plantearlo al revés: Qcedido = Qnecesario = Qcalentar hielo desde -10°C hasta 0°C + Qfundir hielo + Qcalentar agua desde 0°C hasta 100 °C + Qevaporar el agua. La masa es siempre la misma, 200 g.

2. Qnecesario = Qcalentar agua+caldero desde 20°C hasta 100°C + Qevaporar agua. Tiempo = Qnecesario/Potencia. Necesitas saber la capacidad calorífica de la caldera, asumo buscando en tablas para el hierro.

Saludos,

Al

[DaviaZ]

Re: Problemas de calorimetría

Buenisimo gracias!, lo voy a mirar de ese modo. Ahora si me quede con el siguiente:

A una mezcla de 200 g de agua liquida y 100 g de hielo en equilibrio termodinámico a presión atmosférica normal y contenida en un recipiente adiabatico, se le entregan 30000 J mediante un calefactor eléctrico introducido en un recipiente. Me da el Cphielo, Cp agualiquida, y Lf(calor latente).

Al alcanzar el equilibrio, la mezcla esta constituida por:
a.300 g de agua liquida a 0°C
b.300 g agua liquida a 36°C
c.200 g de agua liquida a 36°C y 100 g de hielo a 0°C
d.200 g de agua liquida y 100 g hielo
e.290 g de agua liquida y 10 g de hielo
f.210 g de agua liquida y 90 g de hielo
Esas son las opciones. Inicialmente plantee que Qcedido= Qabs por Hielo+Q abs por Agua liquida, no metí calor latente de fusión , por que no sabría a que masa aplicarlo. Tambíen calcule que para transformar todo el hielo en liquido, no me alcanza con los 30000 J, por tanto descarte la opción a y b, pienso que tiene que ver con calcular primero una temperatura de equilibrio pero no estoy seguro. Que haya un equilibrio termodinámico en este caso quiere decir que ambos se encuentran a la misma temperatura, en este caso 0 °C? Agradecería cualquier comentario.

[lucass]

Re: Problemas de calorimetría

efectivamente agua y hielo están a 0 ºC.
Si los cálculos dan que no alcanzan os 30000J para fundir todo el hielo, entonces está claro que la temperatura final será 0 ºC también.
Sólo te restaría calcular cuánto hielo se alcanza a fundir con los 30000J.
Saludos

[DaviaZ]

Re: Problemas de calorimetría

Hola Lucas, me parece que ya lo cache, yo pensaba que iba a aumentar la temperatura de la parte liquida, a la vez que se iba fundiendo el hielo, pero no es así, si no que primero se tiene que fundir todo el hielo para elevar aunque sea un grado de la parte liquida. Muchas gracias! Ahora estoy viendo también este ejercicio:

En un recipiente adiabatico que contiene 550 g de agua a 22°C, se hechan 400 g de plomo fundido(líquido) a 327 °C. Puede despreciarse la capacidad calorífica del recipiente. Consulte datos necesarios y determine. a: La temperatura del agua cuando finaliza la solidificación del plomo b: La temperatura de equilibrio del sistema agua-plomo La temperatura de fusión del plomo es de 327 °C.

En el punto A plantee que el Q cedido por el liquido para su solidificación(mxLf) es igual al Qabsorbido por el agua(m.Cp.dT), y de alli saco la temperatura final. Esta sería 26 °C.
En el punto B plantee que el Q cedido por el liquido para solidifica+Q cedido para bajar su temperatura+Q absorbido del agua= 0, de aca saco una temperatura de equilibrio de 24,8.

La pregunta es, como es que la temperatura final luego de la solidificación total, es mayor que la temperatura a la cual se llega en el equilibrio?

[Al2000]

Re: Problemas de calorimetría

Revisa, tienes un error. Cuando el plomo termine de solidificar se encontrará a 327 °C y según tus cuentas (no he verificado) el agua se encontrará a 26 °C. Entonces cuando se alcance el equilibrio térmico la temperatrura final deberá estar entre 26 °C y 100 °C con una posible cantidad de vapor en este último caso. En el punto b la cuenta es Qcedido_plomo_para_enfriarse_de_327_°C_a_T = Qganado_agua_para_calentarse_de_26_°C_a_T.

Me pareció un poco baja la temperatura de 26 °C siendo que la masa de plomo fundido es comparable a la de agua, pero como no tengo los datos del calor de fusión no puedo saber si hay un error o no.

Saludos,

Al

[DaviaZ]

Re: Problemas de calorimetría

Calor latente de fusión del plomo 5,5 cal/°C.
Calor especifico del solido= 0,031 KCal/Kg°C
A ver empezando por el punto A esto es lo que hize: Qcedido por el plomo liquido= Q absorbido por el agua
masa plomox calor latente de fusión= masa aguax Cpaguax diferencia de temperatura
400gx5,5cal/°C = 550gx 1 cal/g°Cx(Tf-22°C) ----- Tf= 26 °C
Para el punto B, en vez de empezar desde los 26 °C del agua, decido plantear desde la situación inicial:

Qcedido para solidificar+Qcedido al agua luego de solidificar= -Q absorbido por el agua
-2200 cal+ 400gx0,031cal/g°Cx(Te-327)=-550gx1x(Te-22)
-2200cal + 12,4 Te - 4054,8 cal= -550Te + 12100cal
-2200-12100-4054,8/-562.4 = Te = 32,6 °C !! Acabo de reflexionar en los signos y me dio este nuevo resultado mas coherente, el menos del primer calor lo puse por que pense que esta cediendo el calor, y el menos en el calor absorbido lo puse por que en realidad si lo coloco en el otro termino sumando como un delta T e igualado a 0, entonces pasaría restando. Esta bien como lo pense???

[Al2000]

Re: Problemas de calorimetría

Mis cálculos coinciden con los tuyos.

Saludos,

Al

[DaviaZ]

Re: Problemas de calorimetría

Buenisimo!, te puedo hacer otra consulta? Tengo este ejercicio: En un calorímetro con 500 g agua a 18 °C se introducen 150 g de cobre a 100°C. Si la temperatura final es de 20,2, Hallar Ce del cobre, este es de 0,09cal/g°C. El tema esta aca: Realizar la curva temperatura vs energía calorica ambas en una sola curva comparar y sacar conclusiones.

Me confunde lo que dice de la curva, por que a mi para el caso del agua la profesora me mostro un gráfico de tipo lineal. Entonces tendría una linea con pendiente negativa que cruza con una linea de pendiente positiva(agua) Como sería??

Despues pide lo mismo para un ejercicio que puse arriba del hielo con el agua, en realidad no se mueve de 0°C, así que en vez de curva sería una recta del tipo T= 0 Desde ya muchas gracias!. a propósito tengo un problema con un ejercicio de conductividad, tengo que abrir un hilo nuevo??