Question

Por Favor ayuda con esta tarea de termodinámica,

1. De acuerdo a la imagen, hallar la temperatura total de la mezcla de 100 ml de agua a una temperatura de 90 ºC, con 100 ml de aceite a 19 ºC. Además de indicar si la temperatura sera mayor o menor. Con procedimiento.

2. Plantear una idea concreta de como construir un calorimetro, teniendo en cuenta, cual sería la fuente de calor. como se gradúa, y su funcionamiento como tal.

Answer 1

Ejercicio 1.

La idea clave para resolver el ejercicio es que el calor que cede la sustancia más caliente, el agua (que será negativo), ha de ser el mismo que absorbe la sustancia más fría (que será positivo), el aceite. Este calor asociado al cambio de temperatura sigue la ecuación $Q = m\cdot c_e\cdot (T_f - T_i)$

Necesitamos datos de calor específico del agua y el aceite (lo consideraré de oliva) y de la densidad de ambos. ($c_e(agua) = 1\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}$ ; $c_e(aceite) = 0,47\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}$ ; $d(agua) = 1\frac{g}{mL}$ ; $d(aceite) = 0,928\frac{g}{mL}$:

$Q_{cedido} = -m_{agua}\cdot c_e(agua)\cdot (T_f - 90)$

$Q_{absorb} = m_{aceite}\cdot c_e(aceite)\cdot (T_f - 19)$

$-100\ g\cdot 1\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}(T_f - 90)^\circ C = 92,8\ g\cdot 0,47\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}(T_f - 19)^\circ C$

Esta ecuación, operando, queda de la siguiente manera:

$-100T_f + 900 = 43,62T_f - 828,78\ \to\ 9828,8 = 143,62T_f\ \to\ T_f = \bf 68,4^\circ C$

Ejercicio 2.

Un calorímetro debe estar formado por un reactor, que será una cápsula en la que tenga lugar la reacción química y que transfiera la energía de manera eficaz, por ejemplo metálica, sumergida en el agua que contiene un recipiente adiabático (termo para líquidos). Un termómetro sumergido en el agua podría dar la medida de la variación de la temperatura del agua.