ΔU=187717.354 J
La masa de hielo que tenemos es:
Como la masa no varía tendremos esa misma cantidad de agua .
El primer principio de la Termodinámica nos dice que:
ΔQ=ΔU+W ⇒ ΔU=ΔQ-W
El calor aportado (recibido por el agua) será la suma del calor necesario para fundir el hielo, más el calor necesario para calentar el agua desde 0ºC a 4ºC:
Q=Qhielo+Qagua=mhieloLhielo+mhielocaguaD
Tagua=534.611·80+534.611·1(4-0)=44907.324 cal
El trabajo será el correspondiente a una transformación isobara (a presión constante):
W=PΔV=P(V2-V1)
La presión a la que se realiza la transformación será la presión atmosférica, que es:
La variación de volumen será el volumen final menos el inicial. Inicialmente tenemos el hielo luego el volumen es:
V1=Vhielo=583 cm3=583 · 10-6 m3
Al final tenemos la masa de hielo fundida, es decir, en forma de agua, luego su volumen es:
Y nos queda:
W=P(V2-V1)=98000(534.611 · 10-6-583 · 10-6)=-4.742 J=-1.134 cal
La variación de energía interna entonces:
ΔU=ΔQ-W=44907.324+1.134=44908.458 cal=187717.354 J
ΔU=187717.354 J