Question

Un bloque de hielo de 1 kg se encuentra inicialmente a una temperatura T = 0 ºC en un ambiente (fuente isotérmica) cuya temperatura es Tamb = 30 ºC. El sistema evoluciona hasta que se alcanza el equilibrio térmico.
a) ¿Cuál es el calor intercambiado (en kilocalorías) durante la evolución? Explique claramente quién absorbe y quién entrega calor.
b) ¿Cuál es la variación de la entropía del agua y del ambiente durante la evolución? Exprese los resultados en kcal/K

Answer 1

El calor intercambiado entre l hielo el agua y el ambiente es Q = 109.7 kCal

EL ambiente absorbe el calor

el agua cede el calor

La variación de entropia es de Δs = 0.396 kCal/K

Explicación paso a paso:

Datos del enunciado:

To = 0°C

Tamb = 30°C

Q = Qf + Qe

Q = mLf + mCpΔT

Q = 1000g (79.7 Cal/g + 1Cal/g°C (30°C - 0°))

Q = 109.7 kCal

La distribución de calor del sistema es

EL ambiente absorbe el calor

el agua cede el calor

Cambio de entropia

Δs = mLf/T + mCln(T2/T1)

Δs = 1000g (79.7Cal/g / 273K + 1Cal/g°K ln(30+273/273))

Δs = 0.396 kCal/K