Si 20g de vapor a 100 grados centígrados se introducen en una mezcla de 150g de agua y 180g de hielo, ¿cuál será la temperatura final del sistema y la composición de la mezcla final?
Respuestas
Los valores de la temperatura final del sistema y la composición de la mezcla final son respectivamente: Tf= 5.71 °C ; 5.71% vapor ; 42.85 % agua; 51.42 % hielo .
Los valores de la temperatura final del sistema y la composición de la mezcla final se calculan mediante la aplicación del equilibrio térmico, de la siguiente manera:
m1 = 20 g vapor de agua
To1 = 100 °C
mezcla de agua y hielo :
m2 = 150 g agua
m3 = 180 g hielo
Tf=?
Composición =?
Q absorvido = - Q cedido
m2*ce*(Tf -To) +m3*Ceh *(Tf -To) = - m1*Ce *(Tf -To)
150 g * 1 cal/g°C * (Tf - 0 °C) + 180 g*0.5 cal/g°C *(Tf-0°C) = - 20 g * 1cal/g°C * ( Tf -100 °C )
De donde la temperatura final de la mezcla es:
Tf= 5.71 °C
La composición de la mezcla es:
%vapor = 20g / ( 20g +150g +180 g )*100= 5.71 %
% agua = 150g/350g *100 = 42.85 %
% hielo = 180 g/350 g *100 = 51.42 %