Problema acerca de cambios de fase
Una persona vierte 1.250 kg de plomo fundido a una temperatura de 365°C en 0.5000 kg de agua a una temperatura de 75.00°C, en un recipiente aislado de masa despreciable. Suponiendo que no hay pérdida de calor hacia los alrededores:
a)Determine la temperatura de equilibrio en el sistema (para mí esta respuesta corresponde a 100°C)
b) Cant de calor necesaria para convertir el agua liquida a vapor a 100°C los 0.50 kg de agua
c) Cant de calor necesaria para convertir el plomo liquido a sólido a 100°C
d) Puede el plomo, si no y porque, ¿evaporar TODA el agua del recipiente? Si la respuesta es no entonces calcule la cantidad de agua líquida que queda en el recipiente al alcanzarse el equilibrio térmico
Una persona vierte 1.250 kg de plomo fundido a una temperatura de 365°C en 0.5000 kg de agua a una temperatura de 75.00°C, en un recipiente aislado de masa despreciable. Suponiendo que no hay pérdida de calor hacia los alrededores:
a)Determine la temperatura de equilibrio en el sistema
La temperatura de equilibrio del sistema - plomo solidificado dentro del agua - la obtendrías así:
Tenes que conocer: Ce plomo = 0.08 kJ / Kg. K..........y C fusion plomo = 59 kJ/ Kg......Ce del agua = 1 kCal / Kg .K.
Ahora podes decir:
Calor cedido por el plomo al solidificarse =
1.250 x 59 = 73.75 Kcal.
Calor perdido por el plomo fundido a ( 365 + 273 = 638 K) hasta alcanzar la temperatura de fusion ( 327 + 273= 600 K) .............= 1.25 x 0.080 x 38 = 3.8 Kcal.
Calor final cedido al agua por el plomo solidificado( la suma de los dos) = 77.5 Kcal.
La temperatura del agua en el momento de finalizar la transformación de fase la hallarías de:
77.5 = 0.5 x 1 x( Tf1 - 348 ) .........................Tf1 agua = 503 K.
Ahora para hallar la temperatura final del equilibrio ( Te) del sistema agua- plomo tienes que decir:( Calculo calorimetrico):
Energía térmica que gana la masa de agua = Energía térmica que pierde la masa de plomo
0.5 x 1 x ( Te - 503) = - 1.25 x 0.080 x (Te - 600) .............Te= 519 K.
La temperatura de equilibrio sobrepasa la de ebullición del 1/2 litro de agua que tienes. O sea se evaporaría toda el agua del recipiente.
