titospain, me podrias repetir como acerlo pero con las formulas? es que asi leido no me entero, parece una tonteria pero es que se me da mejor ver las formulas y luego deducir porque eso es asi.XD
Ya te ha puesto las formulas en su primer post. A ver, te lo voy a intentar explicar yo tambien:
Sabemos, por la teoria(si no lo sabes estudia! xD) que el calor que va a absorver el hielo va a ser el mismo que el que va a soltar el agua que esta mas caliente. A continuacion te pongo el nombre de todas las variables y su siginficado:
Tagua1->temperatura inicial del agua, osease, 60º
Teq-> Temperatura de equilibrio, es a la temperatura que llega todo el sistema cuando el hielo se funde.
Thielo1->Temperatura inicial del hielo, osease, -21º
Qagua->Calor que el agua ha cedido al hielo
Qhielo1->Calor que ha absorvido el hielo desde que lo mezclamos con el agua hasta que llega a los 0º(cambio de fase)
Qcambio->Calor que el hielo absorve durante su cambio de fase(de solido a liquido)
Qhielo2-Calor que el agua(que antes era hielo) absorve hasta que se alcanza la T de equilibrio.
L->Calor latente de fusion del hielo. En este caso Lfusión (agua) = 334,4 kJ/kg (atencion a las unidades, esta en kilojulios!)
Ce (agua líquida)-> Calor especifico del agua. Si quieres saber mas sobre el calor especifico busca en la wikipedia porque como nos pongamos a hablar de esto echo media vida en explicarte el problema. 4180 J/(kgK)(atencion a las unidades, estas estan en julios!)
Ce (agua sólida)->Igual que el de arriba pero para el hielo. 2132 J/(kgK)
mh->masa del hielo. En nuestro caso 200gr(atencion a las unidades, hay que pasarlo a kilogramos)
magua-> Esta no nos la dan, pero como sabemos el volumen(200cm^3) y la densidad del agua(1000kg/m^3) podemos hallar la masa con la formula m=d.v donde v es el volumen y d la densidad.
Vale, una vez tenemos los nombres vamos a hacer el "poblema" en cuestion. Como ya he dicho sabemos que el Q del agua va a ser igual a todo el del hielo por tanto:
Qagua=Qhielo1+Qcambio+Qhielo2
Asi que esta claro lo que hemos de hacer no? Vamos a ir por partes:
-Qhielo1=mhielo.ce(hielo)(Tfinal-Tinicial). Particularizando a nuestro caso:
Qhielo1=mhielo.ce(hielo)(0+21). La temperatura final es cero porque llegamos al cambio de estado de hielo a agua. El signo + en la cuenta viene de que la Tinicial es negativa por tanto -(-21)=+21.
Vale, ya hemos obtenido Qhielo1. Ahora obtengamos Qcambio.
-Como sabemos, en un cambio de estado las temperaturas no varian, por tanto:
Qcambio=mhielo.L. Aqui no hay mucho mas que explicar, hacer la cuenta y punto.
Ahora nos queda calcular Qhielo2:
-Qhielo2=mhielo.ce(agua)(Tfinal-Tinicial). ATENCION! Ahora esta masa de hielo ya no es hielo, es agua, por lo que hay que cambiar el ce. Particularizando a nuestro caso:
Qhielo2=mhielo.ce(agua)(Teq-0). La T final es la de equilibrio, que es la que nos pide el problema y la Tfinal es cero porque venimos del cambio de fase.
Ahora, con todos los datos, podemos igualar el Qagua con el Q total del hielo:
Qagua=Qhielo1+Qcambio+Qhielo2.
Donde el Qagua=magua.ce(agua)(Tfinal-Tinicial). Particularizando a nuestro caso:
Qagua=magua.ce(agua)(Teq-60º). T final es la de equilibriop y la T inical es la del agua al principio.
Ya tenemos todos los datos y solo tenemos una incognita, que es la Teq. Ahora simplemente coge la calculadora, haz los calculos(CUIDADO CON LAS UNIDADES!) y despeja Teq. Ya tienes hecho el poblema xD
P.D: Como estamos haciendo diferencias de las temperaturas no es necesario pasar los grados centigrados a Kelvin pero yo te aconsejo, por seguridad, que en los problemas que tengas una T como incognita, que lo pases todo a Kelvin.
Espero haberte sido de ayuda.
Edito: Me pego la currada y ya sabes como es xDDD Como se nota que no me apetece estudiar
