Question

Un cubo de cobre de masa igual a 35 g y temperatura de 115˚C, cae sobre un bloque de hielo, el cual tiene 1 m de longitud en cada arista.

Determine la cantidad de hielo que se funde.

(Respuesta en sistema internacional de unidades)

Answer 1

El cubo de cobre llega a derretir 4,7 kilogramos de hielo.

Explicación:

Vamos a suponer que el cubo de hielo está a 0°C, por lo que el aporte del cubo de cobre es en su totalidad al calor de fusión.

Tenemos que los datos son:

$C_{Cu}=390\frac{J}{kg.\°C}\\m_{Cu}=0,035kg\\H_{H_2O}=334\frac{J}{kg}\\m_{H_2O}=1m^3.916\frac{kg}{m^3}=916kg$

Con estos datos el calor que cede el cobre al hielo, quedando a 0°C, con la presunción de que no derrite al bloque por completo es:

$Q=C_{Cu}.m_{Cu}(115\°C-0\°C)=1570J$

El calor necesario para fundir el hielo es el producto entre la masa y el calor latente de fusión, con lo cual la masa de hielo que se llega a fundir es:

$Q=H_{H_2O}.M_{H_2O}\\\\M_{H_2O}=\frac{Q}{H}=\frac{1570J}{334\frac{J}{Kg}}\\\\M_{H_2O}=4,7kg$

Lo que equivale, dividiéndolo por la densidad del hielo a 0,005 metros cúbicos, o el 0,5% del bloque.