3. Se mezclan 200 g de agua a 20 ºC con 300 g de alcohol a 50 ºC. Si el calor específico del alcohol es de 2450 J/kgK y el del agua 4180 J/kgK, calcular la temperatura final de la mezcla.
Respuestas
La cantidad de calor ganada por una parte es igual a la cantidad perdida por la otra. Es el principio de equilibrio térmico.
Las variaciones en °c son iguales que las variaciones en kelvin
200 g . 4180 J / (kg °c) (t - 20°c) = - 300 g . 2450 J / (kg °c) (t - 50°c)
Dividimos por 100, omito las unidades.
8360 (t - 20) = - 7350 (t - 50)
8360 t - 167200 = - 7350 t + 367500
t = 534700 / 15710 = 34°c
Saludos Herminio.
Al mesclar agua con alcohol se llega a una temperatura de equilibrio de 3405 °C.
Este problema está relacionado con los calorímetros, en los que se mezclan diferentes sustancias y se cumple que:
Q1+Q2 +Qcalorímetro = 0
donde :
- Q1: es el calor suministrado por el alcohol.
- Q2: es el calor del agua
- Qcalorímetro: es el calor propio del envase. En este caso es cero por ser ideal.
¿Cómo se determina la temperatura de equilibrio?
Para resolver este problema se debe seguir el siguiente procedimiento:
- Expresar el calor del alcohol Q1 en función de la temperatura de equilibrio.
- Expresar el calor del agua Q2 en función de la temperatura de equilibrio.
- Sustituir Q1 y Q2 en la ecuación del calorímetro y despejar la temperatura de equilibrio.
A continuación te explicamos el procedimiento.
- Paso 1: Calor del alcohol:
Los datos son:
Malcohol = 300 g = 0.3 kg
Calcohol = 2450 J/kgK
Ti = 50 °C = 323.15 K
Sustituyendo en la ecuación de calor:
Q = C*m * (Tf-To)
Q1 = 2450 * 0.3 * (Tf - 323.15)
Q1 = 735 * (Tf - 323.15)
- Paso 2: Calor del agua:
Los datos son:
Magua = 200 g = 0.2 kg
Cagua = 4180 J/kgK
Ti = 20°C = 293.15
Sustituyendo en la ecuación de calor:
Q = C*m * (Tf-To)
Q2 = 4180* 0.2* (Tf - 293.15)
Q2 = 836 * (Tf - 293.15)
- Paso 3: Sustitución de Q1 y Q2:
Al sustituir Q1 y Q2 en la ecuación del calorímetro se puede despejar la temperatura de equilibrio Tf:
735 * (Tf - 323.15) + 836 * (Tf - 293.15) = 0
Tf = 307.2 K = 34.05 °C
La temperatura de equilibrio vale 34.05 °C
Más sobre la función de la calorimetría:
brainly.lat/tarea/13485660
