Adicional 8 PRIMERA Y SEGUNDA LEY

[PilarGarcia]

Buenas tardes, Miriam. 

Con respecto al adicional 8 que plantea un recipiente adiabatico donde se agrega estaño a 250°C y agua a 0°C, aparece un gráfico (Temp en Celsius vs Q en kcal) que muestra que el estaño se esta fusionando a los 250°C y luego baja su temperatura hasta 50°C (temperatura de equilibrio). Y el agua aumenta su temperatura hasta llegar a la temperatura de equilibrio. 
El problema pide calcular la entropía (deltaS) del estaño, del agua y del universo. 

Lo que hice primero fue plantear deltaS del estaño:

Q/T (porque primero sufre un cambio de estado) + masa. calor especifico. logaritmo natural (Tf/Ti)
pero me encuentro con el problema de que la masa no es dato, entonces se me ocurrió plantear Q=m. L y despejar la masa; pero el Calor Latente del estaño tampoco es dato ni aparece en la tabla que esta al final de la guía. 

Decidí, entonces, plantear el deltaS del agua:
masa. calor especifico. logaritmo natural (Tf/Ti)
 y me encuentro con el mismo problema que me surgió antes, no tengo el dato de la masa.

[miriamlaura]

Hola Pilar,

Antes de ir a lo concreto de tu pregunta, una aclaración: el estaño se SOLIDIFICA (NO se fusiona), ya que es el que está perdiendo calor en ese sistema, por lo tanto, el cambio de estado tiene que ser solidificación. Tené en cuenta eso para el signo del calor en el término con Q/T.

Tu planteo es correcto (con la observación previa sobre el signo de Q), y los datos que te faltan, pueden calcularse del gráfico, con cálculos auxiliares de calorimetría:

- Para el agua: el agua pasa de 0°C a 50°C, absorbiendo para ello 20 kcal... entonces, si expresás Q = m.c.DeltaT, ahí podés hallar la masa del agua.

- Para el estaño, en realidad, no hace falta calcular por separado la masa y el calor específico. En la expresión que tenés que calcular, está el PRODUCTO de la masa por el calor específico (es decir: la capacidad calorífica). Fijáte que si planteás Q = mc.DeltaT para la 2da. etapa del estaño, con datos del gráfico (OJO al signo del Q; en el gráfico está positivo porque se grafica el módulo de Q),vas a poder calcular el PRODUCTO (m.c) para el estaño, el cual reemplazás en la ecuación de DeltaS.

Volvé a consultar si seguís con dudas.

Saludos,
Miriam

[ivana]

Hola Miriam.
En el mismo adicional, no entiendo como plantear para calcular deltaS univ

[miriamlaura]

Hola Ivana,

La variación de entropía del universo, es la suma de las variaciones de entropía de todos los elementos que haya... en este caso, sería:

DeltaSuniverso = DeltaSagua + DeltaSestaño + DeltaS(fuera del recipiente)

Pero como el recipiente es adiabático, el exterior "no se entera de nada", es decir, no sufre ningún cambio. O sea: DeltaS(fuera del recipiente) = 0

A su vez, el DeltaSestaño se separa en dos etapas: hay un DeltaS durante la solidificación, y otro DeltaS durante la etapa en que T disminuye, como comentamos en los mensajes más arriba.

Entonces, una vez que tengas DeltaSagua y DeltaSestaño los sumás, cada uno con el signo que le corresponde.

Avisáme si necesitás más ayuda.

Saludos,
Miriam