Question

850 gramos de hierro se encuentran a una temperatura de 30°c ¿cual sera su temperatura final si se le suministran 2500 calorias​

Answer 1

Respuesta:

329,18 K

Explicación:

En primer lugar, se requiere como dato la capacidad calorífica del hierro. Según la bibliografía, ésta es de 470 J/kg K. Por otro lado, se deben convertir las unidades de calorías a julios, para que sean concordantes con las de la capacidad calorífica específica indicada. Tener en cuenta que 1 cal = 4,184 J. Entonces:

$2500 cal \frac{4,184 J}{1 cal} = 10460 J$

A continuación, se deduce la expresión de que relaciona la energía suministrada al hierro (supuesto el proceso a presión constante) con el cambio de temperatura:

$q = \int\limits^f_i {m*Cp} \, dT = m*Cp*(Tf-Ti)$

Donde f  es la temperatura final, e i  la temperatura inicial en los límites de integración (el programa no deja insertar límites de varios caracteres). Entonces, el despeje de la temperatura final es:

$Tf-Ti = \frac{q}{m*Cp} ; Tf = \frac{q}{m*Cp} + Ti = \frac{10460 J}{0,85 kg * 470 J/kg K} + 303 K = 329,18 K$

Es importante asegurarse de que las unidades de la masa de hierro y de la temperatura inicial sean concordantes con las que aparecen en la capacidad calorífica específica.

Si se analiza el resultado, se observa un incremento de la temperatura al finalizar el proceso, lo que es concordante cuando se aporta energía al sistema.