Fusión de hielo en un recipiente
De Laplace
(Diferencias entre revisiones)
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| - | Se tiene un bloque de hielo de 500 g de hielo sumergido en 500 g de agua, ambos a 0°C. El conjunto está contenido en un recipiente | + | Se tiene un bloque de hielo de 500 g de hielo sumergido en 500 g de agua, ambos a 0°C. El conjunto está contenido en un recipiente cilíndrico de vidrio, de 16 cm de diámetro y 1 cm de espesor, abierto por arriba al aire (que se puede suponer un aislante térmico perfecto). El recipiente está sumergido en un baño de agua a 20°C. |
| - | # Calcule la cantidad de calor que entra en | + | # Calcule la superficie de agua en contacto con el recipiente y la cantidad de calor que entra en él en 1 s. |
# Halle la cantidad de hielo que se funde en el mismo tiempo. ¿Cuánto tiempo tardará en derretirse por completo? | # Halle la cantidad de hielo que se funde en el mismo tiempo. ¿Cuánto tiempo tardará en derretirse por completo? | ||
# Calcule la variación de entropía en el sistema, en el ambiente y la variación de entropía total. ¿Es este proceso posible? | # Calcule la variación de entropía en el sistema, en el ambiente y la variación de entropía total. ¿Es este proceso posible? | ||
Revisión de 18:39 26 may 2010
Contenido |
1 Enunciado
Se tiene un bloque de hielo de 500 g de hielo sumergido en 500 g de agua, ambos a 0°C. El conjunto está contenido en un recipiente cilíndrico de vidrio, de 16 cm de diámetro y 1 cm de espesor, abierto por arriba al aire (que se puede suponer un aislante térmico perfecto). El recipiente está sumergido en un baño de agua a 20°C.
- Calcule la superficie de agua en contacto con el recipiente y la cantidad de calor que entra en él en 1 s.
- Halle la cantidad de hielo que se funde en el mismo tiempo. ¿Cuánto tiempo tardará en derretirse por completo?
- Calcule la variación de entropía en el sistema, en el ambiente y la variación de entropía total. ¿Es este proceso posible?
Datos: Conductividad térmica del vidrio 1.1 W/m·K; Entalpía específica de fusión: L_f = \Delta h_f = 333.55 kJ/kg
2 Flujo de calor
Podemos obtener la cantidad de calor que entra por segundo a partir de la expresión para la conducción de calor
En este caso A es el área lateral del recipiente, ΔT la diferencia de temperaturas entre las dos caras y \Delta x el espesor del recipiente. Por tanto
