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Segunda convocatoria 2011/12 (F2GIA)

De Laplace

Estado final de mezcla de hielo y vapor

Un calorímetro, cuya capacidad calorífica (o equivalente en agua) es C_\mathrm{cal}=20\,\mathrm{cal}/^o\mathrm{C}, se encuentra en equilibrio térmico con 20\,\mathrm{g} de hielo a T_\mathrm{h}=-10\,{}^o\mathrm{C} que contiene en su interior. Se introducen 20\,\mathrm{g} de vapor de agua a T_\mathrm{v}=100\,{}^o\mathrm{C}, provocando un desequilibrio en el sistema. Determine el estado final de la mezcla (temperatura y cantidades de agua líquida, hielo y vapor) cuando se recupera el equilibrio térmico, sabiendo que en todo momento se mantiene una presión de 1 atmósfera.


Datos: calor específico del agua, c_a=1\,\mathrm{cal}/(\mathrm{g}\  \mathrm{K}); calor específico del hielo, c_h=0.5\,\mathrm{cal}/(\mathrm{g}\  \mathrm{K}); calor latente de fusión del hielo, L_{fh}=80\,\mathrm{cal}/\mathrm{g}; calor latente de vaporización del agua, L_{va}=540\,\mathrm{cal}/\mathrm{g}.

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