Desarrollar el sigueite problema de termodinámica
El motor de un refrigerador ideal tiene una potencia de 150 W. La temperatura exterior al refrigerador es de 55°C. ¿Cuánto tiempo demorará el refrigerador en congelar 4 kg de agua (paso de agua líquida a hielo a la temperatura de 0°C), sabiendo que el calor de fusión del hielo es de 80 cal/g?
Buenas noches amigos de todo expertos es una nueva materia que no pensé encontrar en mi carrera espero su ayuda para mi aprendizaje. El tutor recomienda mucho el manejo de unidaes de medidad que deben aparecer a lo largo de el desarrollo del ejercicio gracias buena noche
2 Respuestas
El agua tendrá que pasar del estado liquido al estado solido por congelación.
El pasaje de los 4 Kg de agua pierde 4 x 1 Kcal./ Kg.K x ( 55 - 0) °C = 220 Kcal. De energía térmica.
Al congelar los 4 Kg entregara su calor de fusion en la cantidad de 4Kg x 80 Kcal./Kg = 320 Kcal.
Luego la energia termica total que pierde el sistema = 520 Kcal.que pasado a unidades Joules son:
4184 Joules/ Kcal. x 520 Kcal. = 2175680 Joules.
Relacionado con la potencia del refrigerador ( y suponiendo perdidas despreciables) :
2175680 Joules/ T = 150 watts ..................................T= 14504 seg.= 4 horas.
Rectifico:
Al congelar los 4 Kg entregara su calor de fusion en la cantidad de 4Kg x 80 Kcal./Kg = 320 Kcal.
Luego la energia termica total que pierde el sistema = 540 Kcal.que pasado a unidades Joules son:
4184 Joules/ Kcal. x 540 Kcal. = 2259360 Joules.
Relacionado con la potencia del refrigerador ( y suponiendo perdidas despreciables) :
2259360 Joules/ T = 150 watts ..................................T= 15060 seg.= 4.20 horas.
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¡Hola Albert!
Por si eres de la vieja escuela. Se definía como caloría la cantidad de calor necesaria para hacer aumentar un grado un gramo de agua.
Luego para pasar de 55º a 0º el agua pierde
4000g·55º = 220000 cal
Y luego se necesitan 80 cal para que cada gramo de agua se convierta en hielo, luego se necesitan
4000g· 80cal/g = 320000 cal
En total se pierden
220000 cal + 320000 cal = 540000 cal
Ahora debemos emplear la fórmula de conversión de calorías a julios
1cal = 4,1868J
540000 cal = 2.250.720 J
Y ahora tenemos que la potencia es el trabajo entre el tiempo.
P = T/t
luego
t = T / P
t = 2.250.720J / 150W = 15004.8 s
que son
250.08 min
4 horas 10 minutos y 8 segundos
La diferencia de la respuesta en segundos con Alberx es por la equivalencia calorías julios, yo en la Wikipedia he visto que es 4.1868 y el ha puesto 4.184 que es una cifra que también he visto en otros sitios, asi como 4.187, si acaso usa la que vosotros uséis en los estudios.
Y eso es todo, sa_ludos.
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