Serie2 - Ej 2_ CALORIMETRÍA

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SERIE 02 –CALORIMETRÍA 
 
Ejercicio 2) 
En un litro de agua a 25 °C, se echan 4 cubitos de hielo de 50 gramos cada uno que están a -5 °C ¿Qué 
temperatura de equilibrio se obtiene? 
 
Para resolver este ejercicio de la forma en que se encuentra hecho debajo, debemos hacer una 
suposición: En vista que la cantidad de agua líquida es grande respecto de los cubitos, y que además está 
más alejada de cero grado que los hielos, (se encuentra a 25 °C), entonces: Supongo que el resultado 
final será toda agua líquida a una temperatura entre cero y 25 grados centígrados. Sin esta suposición 
hay que ir acercando posiciones, hasta que el calor cedido por el agua líquida sea igual al recibido por el 
hielo, probando distintos escenarios tales como: Toda el agua se congeló a 0 °C o toda el agua se congeló 
a menos de 0 °C. 
 
PARA LOS 200 g DE HIELO SE CUMPLE EL SIGUIENTE PROCESO: 
 
PARA EL LITRO DE AGUA LÍQUIDA SE CUMPLE EL SIGUIENTE PROCESO: 
 
DATOS: 
Masa de hielo: 200 g, (4 cubitos de 50 g c/u). A -5 °C. 
Masa de agua líquida: 1000 g, ya que la densidad del agua es 1 Kg/L. A 25 °C 
Datos del Agua necesarios para el ejercicio 
Cp hielo = 0,5 cal/g °C 
Cp agua liq. = 1 cal/g °C 
Cp vap. agua = 0,45 cal/g °C 
Calor Latente de Fusión, (CLF) = 80 cal/g 
Calor Latente de Vaporización, (CLV) = 540 cal/g 
Agua sólida que 
pasa de -5 °C a 
0 °C 
Fusión de esa 
agua sólida a 0 
°C 
Calentamiento 
del agua ya 
líquida hasta 
una Tf
Agua líquida que se enfría 
desde 25 °C hasta Tf
 
Si el resultado final será agua líquida y sabiendo que calor cedido por el litro de agua es igual al 
recibido por los 200 g de hielo, entonces: 
 
CALOR ABSORBIDO POR HIELO = - CALOR CEDIDO POR EL AGUA LIQ. 
Q1 = - Q2 
Q1 = masa hielo x Cp hielo x t + masa hielo x CLF + masa “hielo” x Cp agua liq. x t 
 Q2 = masa agua liq. x Cp agua liq. x t 
Q1 = 200 g x 0,5 cal/g °C x ( 0 – (-5) ) °C + 200 g x 80 cal/g + 200 g x 1 cal/g °C x ( Tf – 0) °C 
Q1 = 16500 cal + 200 cal/ °C x Tf 
Q2 = 1000 g x 1 cal/g °C x ( Tf – 25) °C 
Q2 = - 25000 cal + 1000 cal / °C x Tf 
16500 cal + 200 cal/ °C x Tf = -( -25000 cal + 1000 cal / °C x Tf 
1200 cal / °C x Tf = 8500 cal 
Tf = aproximadamente 7,1 °C