Problema 2 · Fundamentos de Física UVIC 2011

Problema 2 (4 punts). Calorimetria i càlcul de la variació d'entropia

Una massa de gel de $m_1 = 300\text{ g}$ que es troba inicialment a $T_1 = 0\ ^\circ\text{C}$ s'introdueix en un calorímetre aïllat tèrmicament que conté una massa d'aigua líquida de $m_2 = 900\text{ g}$ a una temperatura de $T_2 = 80\ ^\circ\text{C}$. S'espera fins a assolir l'estat d'equilibri tèrmic.

Dades:

Calor latent de fusió del gel: $L_{f(\text{gel})} = 3{,}335 \times 10^5\text{ J/kg}$

Calor específica de l'aigua líquida: $c_{\text{aigua}} = 4{,}180 \times 10^3\text{ J/(kg}\cdot\text{K)}$

Calculeu:

a)

La temperatura final d'equilibri del conjunt. [1,5 p]

b)

La variació d'entropia que experimenta cadascuna de les dues masses d'aigua. [2 p]

c)

La variació global d'entropia de l'Univers deguda a aquest procés. [0,5 p]