Anónimo
Proceso para desarrollar este problema de termodinámica
- El motor de un refrigerador ideal tiene una potencia de 150 W. La temperatura exterior al refrigerador es de 55°C. ¿Cuánto tiempo demorará el refrigerador en congelar 4 kg de agua (paso de agua líquida a hielo a la temperatura de 0°C), sabiendo que el calor de fusión del hielo es de 80 cal/g?
1 Respuesta
El dato de potencia del refrigerador te lo estan dando para poder hallar el tiempo de funcionamiento del mismo... Como sabras Potencia = Trabajo / tiempo...
Ahora lo que debes hallar es el trabajo ( energia) necesaria para llevar 4 Kg, de agua a 55°C hasta convertirla toda en hielo : 0°C .
PRIMER PASO: Energia necesario parra Llevar toda el agua liquida desde 55 hasta 0 °C ...
Energia 1 = Calor especifico del agua x Masa de agua a enfriar x delta temperaturas :
1 Kcal / Kg.. K x 4 Kg x ( 273 - 328) K = -220 Kcal.
SEGUNDO PASO: Energia necesaria para transformar los 4 Kg. de agua liquida en hielo ... para lo cual tendras que extraerle el calor de fusion...
Energia 2 = Calor de fusion del agua liquida ( 0 °C ) x masa de agua = 80 cal / gramo x 4000 gramos = 320000 cal/ gramo = - 320 Kcal / Kg .
Luego la energia total que debes extraer del agua alcanza a = -220-320 = -540 Kcal. Que llevadas a unidades coherentes con el S.I. seria:
540 Kcal = 540 Kcal x 4184 Joules/Kcal = 2259360 Joules.
Volves a la formula de potencia y tendrias... Tiempo necesario= 2259360 J / 150 J/seg. = 15062 segundos = 4.18 horas aprox. ... todo esto suponiendo que todo el sistema refrigerador careciese de perdidas.