1r ciclo Problema de termodinamica que es la leche

[lokeno100]

[FONT=Times-Roman]10.- Calcular la variación de energía interna que experimenta 1 kg de agua cuando pasa: a) de hielo a
agua líquida a 0 ºC (273,15 K), b) de líquido en el punto de fusión normal a líquido en el punto de ebullición
normal, c) de agua a vapor de agua, ambos a 100 ºC (273,15 K) y presión atmosférica. DATOS:
[/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]agua [/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman]= 4·10[/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]4[/FONT][/FONT]
[FONT=Times-Roman]K
[/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]−1[/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman]; [/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]agua [/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman]= 1 g·mL[/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]−1[/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman]; [/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]hielo [/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman]= 0,917 g·mL[/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]−1[/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman]; ([/FONT][FONT=Times-Italic]L[/FONT][FONT=Times-Italic][FONT=Times-Italic]f[/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman])[/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]hielo [/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman]= 80,04 cal·g[/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]−1[/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman], ([/FONT][FONT=Times-Italic]L[/FONT][FONT=Times-Italic][FONT=Times-Italic]v[/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman])[/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]agua [/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman]= 539,55 cal·g[/FONT][FONT=Times-Roman][FONT=Times-Roman]−1[/FONT][/FONT][FONT=Times-Roman].[/FONT]
[FONT=Times-Bold]Solución:
[/FONT][FONT=Times-Roman]a) 0,3335 MJ, b) 418 kJ, c) 2,0867 MJ.

En unas horas pondré lo que he hecho.[/FONT]

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Perdonad lo de las infracciones ¿cómo va? que no lo sé

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el primer dato es el coeficiente volumétrico de dilatación del agua, el segundo dato es la densidad del agua y el tercero la densidad del hielo.[FONT=Times-Roman]

lo pongo aquí mejor[/FONT]

[sater]

Re: Problema de termodinamica que es la leche

¿Has probado con la ecuación de Clapeyron? ? y después usas la relación $\Delta H= \Delta U + \Delta\left(P\cdot V \right)$.
No sé si puede funcionar, ahora no puedo probar, mañana lo intento. Lo siento si he dicho alguna tontería.

[lokeno100]

Re: Problema de termodinamica que es la leche

yo en el primer apartado he hecho lo siguiente:

Q=mL=1000 gr*80,04 cal/gr=80040 cal, que lo paso a julios, multiplicando por 4,18 julios =334567,2 julios, pero luego no sé si el cambio de volumen hace que se realice un trabajo sobre el sistema, habrá un cambio de volumen , por las densidades, obtengo que Vhielo=mhielo/dhielo=1,090512 litros. y Vagua=magua/dagua= 1 litro;

Luego la atmósfera hace un trabajo que será W= P*AV=101300 *0,090512=9168,8656 ( no tengo claro los signos, los criterios, supòngo que será un trabajo positivo)

Luego AU=Q-W creo entonces me sale que 325398 j que no me sale como la solución, que se me escapa?

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en el b) he hecho que

Q=mc(tf-ti)=1000*1*100=100000 cal que al pasarlo a j tengo 418 kj , esta si me sale la solución. Pues considero que V apenas varía y por tanto no habrá trabajo. Entonces AU=Q, pues W=0.

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La beta del agua no estoy seguro si está bien.

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y AL no viene por la zona de la termodinámica?

[lokeno100]

Re: Problema de termodinamica que es la leche

entonces la solución está mal?¿

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el apartado c) ese no me sale, es muy difícil, hay que tener en cuenta la dilatación del agua.

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el apartado a) no coincide exactamente el resultado pero estará bien no?

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creo que el coeficiente de dilatación es 0,21/k para el agua

[oscarmuinhos]

Re: Problema de termodinamica que es la leche

continuando con lo de Lokeno....

Los procesos ocurren a presión constante y son reales (no reversibles). Los datos que dan de los calores específicos y calores de cambio de fase son calores a presión constante.
Por lo tanto estaríamos calculando un calor a presión constante o entalpía que escribe Lokeno. Lo que hizo Lokeno lo encuentro bien.

Hago la misma apreciación de Lokeno: el coeficiente de dilatación ese del agua es exageradamente grande.

c)de agua a 100 ºC a vapor de agua a 100 ºC.
El método es el mismo del primer paso.
$Q_v$= 1000x539,55 cal/g x4,18 J/cal =2258448 J
$W = -{P}_{ext}(V_1 - V_0)$
Calculamos el volumen del vapor por medio de la ley de los gases (no encuentro otra forma)

V = nRT/P = $\frac{1000 g}{18 g/mol}$ x 0,082 atm L/mol K x 373,15 K = 1699,9 L

W =- 101325 Pa x (1699,9-1)x$10^{-3}$=-172141 J

$\Delta U$ = 2086307 J

NOTA: efectivamente el dato del coeficiente de dilatación del agua es del orden de $10^{-4},$ no del orden de $10^4$

[lokeno100]

Re: Problema de termodinamica que es la leche

Muchisimas gracias oscarmuiños.