determinar la temperatura final que alcanza la mezcla de 30g de agua a 35°C con 25g de alcohol a 18°C//Ayudaaaa porfaaa
Respuestas
Respuesta:
Desarrollo
Datos:
m1 = 30 g (agua) = 0,03 kg
m2 = 25 g (alcohol) = 0,025 kg
ti1 = 35 °C
ti2 = 18 °C
ce1 = 1 kcal/kg·°C (agua líquida)
ce2 = 0,6 kcal/kg·°C (alcohol)
Fórmulas:
Q = m·ce·(tf - ti) (1)
∑Q = 0 (condición de equilibrio térmico)
Solución
Cuando se mezclan dos masas a distinta temperatura el resultado final es el equilibrio térmico entre ambas, donde una de ellas cederá calor y la otra absorberá el calor cedido por la primera. La temperatura final será la misma para ambas masas.
tf1 = tf2 = tf
Por lo tanto empleamos la ecuación (1) para ambos casos:
Q1 = m1·ce1·(tf - ti1) para el agua.
Q2 = m2·ce2·(tf - ti2) para el alcohol
∑Q = Q1 + Q2 = 0
Q1 + Q2 = 0
m1·ce1·(tf - ti1) + m2·ce2·(tf - ti2) = 0
Aplicamos la propiedad distributiva:
m1·ce1·tf - m1·ce1·ti1 + m2·ce2·tf - m2·ce2·ti2 = 0
Sacamos factor común tf:
(m1·ce1 + m2·ce2)·tf - m1·ce1·ti1 - m2·ce2·ti2 = 0
Despejamos tf:
(m2·ce2 + m1·ce1)·tf = -m1·ce1·ti1 - m2·ce2·ti2
tf =-(m2·ce2·ti2 + m1·ce1·ti1)m2·ce2 + m1·ce1
Reemplazamos por los valores y resolvemos:
-(0,025 kg·0,6kcal·18 °C + 0,03 kg·1kcal·35 °C)tf =kg·°Ckg·°C0,025 kg·0,6 kcal/kg·°C + 0,03 kg·1 kcal/kg·°Ctf =-(0,015 kcal/°C·18 °C + 0,03 kcal/°C·35 °C)0,015 kcal/°C + 0,03 kcal/°Ctf =-(0,27 kcal + 1,05 kcal)0,045 kcal/°Ctf =-1,32 kcal0,015 kcal/°C
tf = -29,33 °C
Explicación:
El agua cederá calor, es decir que el término Q1 será negativo. Esto se manifiesta al verificar que la temperatura final del agua será inferior a su temperatura inicial.
Resultado, la temperatura final del sistema es:
tf = 29,33 °C
El valor de la temperatura final que alcanza la mezcla, es: Tf= 29.46ºC
La mezcla se efectúa al unirse 30 gramos de agua H2O que se encuentra a 35ºC con una masa de alcohol de 25 gramos, el cual está a 18ºC; entonces para determinar la temperatura final que alcanza la mezcla, se emplea el equilibrio térmico: Q absorbido= - Q cedido, como se muestra a continuación:
Tf=?
Agua:
m1 = 30 g
Ce= 1 cal/gºC
To= 35ºC
Alcohol:
m2= 25 g
Ce=0.58 cal/gºC
To= 18ºC
Equilibrio térmico :
Q abs = - Q ced
m1* Ce* (Tf-To)= - m2*Ce* ( Tf-To)
30g * 1 cal/gºC* ( Tf- 35ºC)= - 25 g* 0.58 cal/gºC*( Tf- 18ºC)
30Tf - 1050 = -14.5Tf+ 261
De donde: Tf= 29.46ºC
Para consultar visita: https://brainly.lat/tarea/11115681
