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Mezcla de hielo y vapor de agua

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  • Mezcla de hielo y vapor de agua

    Buenas tardes,

    He estado intentando resolver este problema de termodinámica esta mañana, pero no logro dar con el resultado final que me propone el libro, por lo que quisiera pedir ayuda para resolverlo. Habré fallado al plantear los calores absorbido y cedido, pero no encuentro dónde está el fallo

    El enunciado es el siguiente:

    Un recipiente de latón de 120 g de masa contiene 200 g de hielo; el conjunto se halla a una temperatura de -8ºC. Se hacen llegar al interior del recipiente 20 g de vapor de agua a 100ºC. Si el estado final consiste en una mezcla de hielo y agua (temperatura final = 0ºC), ¿cuál es la proporción másica entre ambas fases?

    La solución propuesta es 199'82 gramos de hielo en presencia de 20'18 gramos de agua.

    Como calor absorbido, he cogido lo siguiente: calentamiento del hielo desde -8 hasta 0ºC, después fusión de una parte del hielo (ahí coloqué mi incógnita, en la masa del hielo), y por otro lado, calentamiento del recipiente de latón también desde -8 hasta 0ºC (calor específico de 0'095 cal/g K).

    Como calor cedido: licuación de los 20 g de vapor hasta agua, enfriamiento de este agua desde 100 hasta 0ºC, y a partir de aquí, no sabría qué hacer, si parte de este agua se convierte en hielo también, o si dejarlo así.

    Creo que necesito aclararme sobre cuál es mi incógnita, y qué ocurre con la parte del calor cedido que os he comentado, aunque quizás mi planteamiento esté mal de todas formas y haya algo que no he sabido plantear bien...

    Muchísimas gracias de antemano,

    Saludos cordiales

  • #2
    Yo no llego a lo que propone el libro como solución

    Siempre empiezo por los extremos y voy viendo en que punto el aporte de calor se hace igual al absorbido en la presencia de las mismas fases.

    el equilibrio se tiene en la fase de equilibrio entre agua y hielo



    donde de hielo que se funden.

    el sistema te queda entonces compuesto por de hielo a 0°c,dentro del recipiente de 120g de latón a 0°c y 20 gramos de vapor convertido en agua mas los 148.86 gramos de hielo convertidos en agua es decir g de agua.

    Saludos

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    • #3
      Buenas tardes,

      Simplemente quería comentar para aclarar que, efectivamente, la solución del libro estaba equivocada, y el valor correcto es el proporcionado por Richard R Richard.

      Muchas gracias,

      Un saludo

      Comentario


      • #4
        Hola a tod@s.

        Acabo de hacer las cuentas, y llego a unos valores muy parecidos a los de Richard R Richard:

        Cantidad final de agua en estado líquido

        Cantidad final de hielo

        Por cierto, ¿ podrías indicar de qué libro se trata ?.

        Saludos cordiales,
        JCB.
        “Lo consiguieron porque no sabían que era imposible”, autor: Jean Cocteau.

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        • #5
          ¡Buenas! El libro es una recopilación de casos prácticos para oposiciones. La parte de Termodinámica está recopilada por José Antonio Ibáñez Mengual. Algunos ejercicios aparecen en otros libros (por ejemplo, los de Mecánica noté que salían también en un libro de Mecánica de Ortega Girón), por lo que es posible que estos aparezcan también en otras publicaciones.

          Muchas gracias nuevamente,

          Saludos cordiales

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