• Asignatura: Física
  • Autor: stefanyqa954
  • hace 8 años

9. Un bloque de cobre de 1.00 kg a 20.0°C se deja caer en un gran recipiente de nitrógeno líquido a 77.3 K. ¿Cuantos kilogramos de nitrógeno hierven para cuando el cobre alcanza 77,3 K? (El calor especifico del cobre es 0.092 cal/gr.°C. El calor latente de vaporización del nitrógeno es 48.0 cal/g.)

Respuestas

Respuesta dada por: anyuliguevara8
49

     Los kilogramos de Nitrogeno que hierven son :     mN₂ = 0.336kg

   mcu = 1kg

       T1 = 20ºC

       T2 = 77.3K  = 195.7ºC

       mN₂ = ?

       T2 = 77.3ºK

       Cecu = 0.092Cal/g*ºC

        Lvap = 48Cal/g

    Para la solución se aplica la ecuación de calor especifico de un material como se muestra a continuación :

     Q = mcu*Cecu*ΔT = mN₂*(Lvap)N₂

          mcCu*Cecu*ΔT =  mN₂*(Lvap)N₂

     mN₂ = (1kg*0.092Cal/g*ºC*( 195.7 - 20)ºC / 48Cal /g

          mN₂ = 0.336kg

Respuesta dada por: herreraroberto42
5

Respuesta:

m = 414g

Explicación:

El bloque de cobre le cede calor al nitrógeno por lo que el bloque pierde calor. Luego el nitrógeno gana el calor que el bloque perdió. Entonces, se podría afirmar que la suma de los dos calores tiene que ser igual a cero. siendo Q1 el calor del bloque y Q2 el calor de nitrógeno se obtiene.

Q1 + Q2 = 0 por lo que Q2 = –Q1 (igualdad 1)

También es importante destacar que el nitrógeno solo cambia de fase porque el punto de ebullición del nitrógeno es 77,3 K o -196 ºC. El bloque de cobre se enfría. usando el índice 1 para el bloque de cobre y el 2 para el nitrógeno tenemos.

Q1 = M c (Tf–Ti) (cambio de temperatura)

Q2 = m L (cambio de fase)

Dónde M es la masa del bloque, c es el calor específico del cobre, m es la cantidad de nitrógeno que se evapora, L es el calor latente de vaporización del nitrógeno, Tf es la temperatura final y Ti es la temperatura inicial. Usando la igualdad 1 y sustituyendo.

m L = –M c (Tf–Ti)

m L = M c (Ti–Tf) El signo menos cambia el orden de las temperaturas.

m = [M c (Ti–Tf)]/L

Las condiciones del problema son

M = 1000 g

c = 0.092 cal/g ºC

Ti = 20 °C

Tf = -196 ºC

L = 48 cal/g

Ti-Tf = 20(-196) ºC = 216 ºC

Sustituyendo

m = (1000*0.092*216)/48 [(g*(cal/g ºC)*ºC)/(cal/g)]

m = 414 g

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