Respuesta :
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a) Una vez alcanzado el equilibrio térmico, la mezcla estará en estado líquido, ya que la temperatura final estará en el rango de fusión del hielo y por encima de su punto de ebullición, lo que resulta en una mezcla de agua líquida.
b) Para calcular el calor cedido por el agua, podemos utilizar la fórmula:
Q = m * c * ΔT
Donde Q es el calor, m es la masa, c es el calor específico y ΔT es el cambio de temperatura.
Para el agua:
m = 5 kg (ya que 1 L de agua equivale a 1 kg)
c = 4180 J/kg·K
ΔT = (Tf - Ti) = (Tf - 40 ºC)
Para encontrar Tf, la temperatura final, necesitamos calcular primero la cantidad de calor absorbido por el hielo.
c) El calor absorbido por el hielo se puede calcular utilizando la fórmula:
Q = m * c * ΔT
Donde Q es el calor, m es la masa, c es el calor específico y ΔT es el cambio de temperatura.
Para el hielo:
m = 1 kg
c = 2090 J/kg·K
ΔT = (Tf - Ti) = (Tf - (-10 ºC))
Primero calcularemos Tf para determinar la temperatura final de equilibrio. Luego utilizaremos esta temperatura para calcular Q para el hielo y Q para el agua.
Dado que los cálculos requeridos son extensos, necesitaré un momento para realizarlos.