Foros Ciencias Galilei

Hola, tengo este problema que no me sale, dice así:

Calcular la temperatura final cuando 50 g de hielo a -50ºC, se mezclan con 80 g de agua a 120ºC.
∆Hf=80 cal, ∆Hv=584 cal. Cp= 1 cal/g (liquida), Cp=0.5 cal/g (solida y agua vapor).

Mi problema es que al plantear la ecuacion para despues sacar la TF, no se en que parte ubicar la incognita, en que periodo, xq no se me da la idea de entre que temperatura va a estar la TF, entonces cuando la resuelvo me dan valores muy feos.

Saludos Galilei.

Lo puedes hacer a ojo, por tanteo o paso a paso.

A ojo: 80 g de vapor condensando van a proporcionar un monton de calorias, muchas mas de las que necesitan 50 g de hielo para fundir y para subir hasta 100ºC, por lo que yo apostaria a que al final vas a tener una mezcla de vapor y agua a 100º

Por tanteo: Lo anterior pero algo mejor hecho:

50 g de hielo para pasar de -50 a 0º necesitan 50*50*0.5 = 1250 cal
50 g de hielo para pasar de hielo a 0ª a agua a 0º necesitan 50*80 = 4000 cal
50 g de agua a0º para pasar a 100º necesitaran 50*100 = 5000 cal
80 g de vapor a 120º para pasar a 100º cederan 80*20*0.5=800 cal
80 g de vapor a 100º al condensar cederan 80*584 = 46720cal

Si te fijas, prescindiendo de las 800 calorias que cede el vapor para pasar de 120 a 100º el gran volumen esta en la condensacion que compensa con creces todo lo que pueda necesitar el hielo para llegar a los 100º. Por lo tanto será a 100º donde se establezca el equilibrio y se condensara un poco de agua, la necesaria para que el agua procedente del hielo llegue a los 100ºC. Luego, como todo estara a 100º ya no habra transferencia de calor en ninguna direccion ya que el calor solo se tarnsmite entre sistemas a distinta temperatura.

La incognita sera la cantidad de vapor que condensa. Le asignamos el valor M p-ej. y planteamos el problema:

Cantidad de calor que absorbe el hielo para pasar de -50ºC a 0º, mas el calor nacesario para fundir mas el necesario para pasar de 0 a 100º debe ser igual a la cantidad de calor que cede el vapor para pasar de 120 a 100º mas el calor que cede una determinada cantidad de vapor M para pasar de vapor a agua.

50g*(50-0)*0.5 + 50*80+50*(100-0)*1 = 80*(120-100)*0.5 + M*584

Con lo que al final habra: 50+M gramos de agua y 80-M gramos de vapor todo ello en equilibrio a 100ºC.

Para resolverlo paso a paso habria que tomar cada transformacion y ver cuanto calor necesita o cede e ir haciendo un balance en cada tramo.

Hola Baloo...muchisimas gracias por contestar y tan rapido :D..
Mira, esto es lo que yo hacia..

Con masa=50g
H2O(-50ºC)===H20(0ºC) q1=m*Cp*deltaT
H2O(s)===H20(l) q2=m*DeltaHf
H2O(0ºC)===H2O(100ºC) q3=m*Cp*deltaT
H2O(l)===H20(g) q2=m*DeltaHf
H20(100ºC)===H2O(120ºC) q5=m*Cp*deltaT

después hacemos lo mismo con masa=80g
y obtenemos los q´1, q´2, q´3, q´4, q´5

y luego:
q1+q2+q3+q4+q5+q´1+ q´2+ q´3+ q´4+ q´5=0

y ahí es donde no se ubicar la TF, xq no se si va a estar entre los 0ºC y 100ºC, o los 100ºC y 120ºC..
Pero ahora me doy cuenta que va a estar en los 100ºC, y que hacer todo el proceso de el hielo que llegue a los 120ºC, es al vicio, xq nunca va a llegar a esa temperatura..
Muchisimas gracias, se super entendio!
Es este foro de los mejores que encontré, ya que en mi secundaria no me enseñan estas cosas y me gustan mucho.!