Columna de hielo en un cilindro sellado por un pistón

[famaff]

Buenas! Alguien me puede ayudar con este ejercicio? A que se refiere con "determine el estado del sistema"? Seria encontrar cual es P,V y T, o decir que cantidad de masa de hielo y de agua tengo?

Se tiene una columna vertical de hielo de 1 cm de altura dentro de un tubo cilíndrico cerrado en el fondo y en contacto con un pistón móvil de sección circular de 1 mm2 que cierra herméticamente el interior del tubo. La barra de hielo está a −6 ◦C y se coloca sobre el pistón una masa de 6 kg. Considerando que el calor latente de fusión y las densidades del hielo y del agua son constantes, y que ρhielo = 0, 9 ρagua:
a) Determine el estado del sistema y la posición del pistón.
b) Si la temperatura de la barra de hielo se eleva a −3 ◦C, determine el estado del sistema y la posición del pistón.

[Richard R Richard]

A que se refiere con "determine el estado del sistema"? Seria encontrar cual es P,V y T, o decir que cantidad de masa de hielo y de agua tengo?.

Se refiere a que calcules las variables de estado en equilibrio P,V,T y des idea de las fases presentes no cuánto de cada una.
Debes contar con diagramas PV yPT precisos para observar si en las evoluciones cruzas una o más líneas de cambio de fase.

[famaff]

Teniendo en cuenta tu observación estuve intentando resolver el problema. Lo hice en un documento para usar bien la notacion. Me podrias ayudar a ver si lo que estoy planteando esta bien? Mil graciasss!!!! Problema 2 (febrero).docx

[JCB]

Hola a tod@s.

La ecuación de Clausius-Clapeyron predice la variación de la temperatura de cambio de fase, cuando varía la presión a la que se realiza dicho cambio de fase.

Utilizando la versión de la ecuación de Clausius-Clapeyron para cambios de fase sólido-líquido,

$\Delta T=\dfrac{\Delta pT\Delta v}{L}=\dfrac{5,88\cdot10^7\ Pa\cdot 273\ K\cdot\left(\dfrac{1}{1.000}-\dfrac{1}{900}\right)m^3/kg}{3,34\cdot 10^5\ J/kg}=-5,33\ K$.

Es decir, a la presión ejercida por el peso correspondiente a la masa de $6\ kg$, el hielo funde a $-5,33\ ^{\circ}C$. Por tanto, como la columna de hielo se encuentra a $-6\ ^{\circ}C$, esta presión es insuficiente para fundir el hielo. Todo esto suponiendo, claro está, que el tubo cilíndrico que contiene a la columna de hielo, sea adiabático.

Dejo el segundo apartado para más adelante, cuando se llegue a un acuerdo de unanimidad sobre el primer apartado.

Saludos cordiales,
JCB.