Un tubo recto abierto en sus extremos se mantiene vertical e isotermo, existiendo una sustancia en su interior que a esa temperatura está en parte sólida (la inferior) y en parte líquida. Se observa que si la temperatura disminuye, la superficie de separación sólido líquido asciende. Relacionar las densidades del sólido y el líquido con la variación del nivel por unidad de temperatura y el calor latente de cambio de estado.
Datos:
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read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc): |
Esquema:
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![`:=`(Sistemas, [MC])](images/p31_2.gif) |
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![`:=`(Estados, [1, 2])](images/p31_3.gif) |
Eqs. const.:
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eqET:=eq1_15;eqEE:=eq1_17;dat:=Const,SI2,SI1: |
a) Relacionar las densidades del sólido y el líquido con la variación del nivel por unidad de temperatura y el calor latente de cambio de estado.
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eqBM:=rho_s*(z_s-z_l)+rho_l*z_s=rho_s*(z_s+dzs_dT*dT-z_l-dzl_dT*dT)+rho_l*(z_s+dzl_dT*dT);eqClap:=dp_dT_sat=hsl/(T*(1/rho_s-1/rho_l));p_interf:=p0+rho_l*g*(z_l-z_s);eq2:=dp_dT_sat=rho_l*g*(dzl_dT-dzs_dT);eqBM:=rho_l*(dzl_dT-dzs_dT)+rho_s*dzs_dT=0; |
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sol1:=solve({eq2,eqBM},{dp_dT_sat,dzl_dT});assign(%): |
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rho_s_:=solve(eqClap,rho_s);rhorho:=expand(rho_s_[2]/rho_l); |