Problema acerca de cambios de fase

Una persona vierte 1.250 kg de plomo fundido a una temperatura de 365°C en 0.5000 kg de agua a una temperatura de 75.00°C, en un recipiente aislado de masa despreciable. Suponiendo que no hay pérdida de calor hacia los alrededores:

a)Determine la temperatura de equilibrio en el sistema

La temperatura de equilibrio del sistema - plomo solidificado dentro del agua - la obtendrías así:

Tenes que conocer:  Ce plomo = 0.08 kJ / Kg. K..........y C fusion plomo = 59 kJ/ Kg......Ce del agua = 1 kCal / Kg .K.

Ahora podes decir:

Calor cedido por el plomo al solidificarse = 

1.250 x 59 = 73.75 Kcal. 

Calor perdido por el plomo fundido a ( 365 + 273 = 638 K) hasta alcanzar la temperatura de fusion ( 327 + 273= 600 K) .............= 1.25 x 0.080 x 38 = 3.8 Kcal.

Calor final cedido al agua por el plomo solidificado( la suma de los dos) = 77.5 Kcal.

La temperatura del agua en el momento de finalizar la transformación de fase la hallarías de:

77.5 = 0.5 x 1 x( Tf1 - 348 ) .........................Tf1 agua = 503 K.

Ahora para hallar la temperatura final del equilibrio ( Te) del sistema agua- plomo tienes que decir:( Calculo calorimetrico):

Energía térmica que gana la masa de agua = Energía térmica que pierde la masa de plomo

0.5 x 1 x ( Te - 503) = - 1.25 x 0.080 x (Te - 600) .............Te= 519 K.

La temperatura de equilibrio sobrepasa la de ebullición del 1/2 litro de agua que tienes. O sea se evaporaría toda el agua del recipiente.