Question

4. Al mezclar hielo y agua, obtenemos un sistema termodinámico fácilmente observable, en donde se pueden apreciar los flujos energéticos entre ellos al ver los cambios en sus estados de agregación. En una clase de física, se dispone de un vaso de agua con 25 mL de agua a 71.6 °F y 3 cubo de hielo de 0.6667 g cada uno a 32 °F. al mezclarlos se observa que haya equilibrio térmico a una temperatura de 3 °C. ¿Cuál es el calor especifico del hielo?





PORFAVOR ES MUY URGENTE

Answer 1

El calor específico del hielo es 11.21 cal /gr K

Explicación:

Se aplica Ley cero de la Termodinámica, calor absorbido por el hielo es igual al calor cedido por el agua. El hielo se funde y pasa al estado líquido

Ecuación general

Q agua= Q hielo

Q agua =Calor absorbido por el hielo + Calor de fusión del hielo

Fórmula del calor : Q= m*Ce (T2 -T1)

Q agua= m agua* Ce agua* (T2 -T1)

Q hielo= m hielo *Ce hielo* (T2 -T1) + m hielo * Calor fusión hielo

igualando ambas ecuaciones

m*Ce (T2 -T1) = m hielo *Ce hielo* (T2 -T1) + m hielo * Calor latente fusión hielo

Datos

m agua= V* densidad= 25 ml* 1 gr/ ml= 25 gr

Ce agua= 1 Kcal/ Kg *K= 1 cal/gr*K  (Dato de tablas)

(T2 -T1) = 3 °C - 22°C = -19 °C.

Se asume que el agua está a 22 °C es un dato. Para ambas sustancias se asume igual T2  por el equilibrio térmico

(T2 -T1)=- 17 °C +273 = -256 K

m hielo= 3* 0.6667 g =2.0001 gr

Ce hielo =?

(T2 -T1) hielo= 32 °F=(3°C - 0°C) = 3°C +273= 276 K

C fusión hielo = 79.7 cal /gr cal /gr

Ce hielo= m agua* Ce agua* (T2 -T1) - m hielo *Calor fusión hielo / m hielo* (T2 -T1)hielo  

$\\ Ce hielo= \frac{25 gr* 1 cal/gr*K* -254 K}{1 } - 2.0001 gr* 79.7 cal /gr /\frac{2.0001 gr*276 K} \\\\\\ Ce hielo= -6400 cal - 159.408 cal / 552.276 gr* K= 11.209cal/gr K$

Se asume valor positivo  ya que el Ce no es negativo

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