en un calorimetro con 400 g de agua a 18°C. se introduce 140 g de cobre a 100°C. si la temperatura final es de20.2°C , ¿cual es el calor especifico del cobre.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Datos:
m1 = 400 g (agua) = 0,40 kg
ti1 = 18 °C
m2 = 140 g (cobre) = 0,14 kg
ti2 = 100 °C
tf = 20,2 °C
ce1 = 1 kcal/kg·°C (agua)
Fórmulas:
Q = ce·m·(tf - ti) (1)
Solución
En el equilibrio térmico la temperatura final de la mezcla obviamente es única:
tf1 = tf2 = tf
Para resolver el problema planteamos las ecuaciones de cantidad de calor (Q) para cada componente:
Q1 = ce1·m1·(tf1 - ti1) (3) para el agua.
Q2 = ce2·m2·(tf2 - ti2) (4) para el cobre
Debemos tener en cuenta que la temperatura final del cobre es menor que su temperatura inicial, por lo tanto:
Q1 = ce1·m1·(tf - ti1) (3) para el agua.
Q2 = ce2·m2·(ti2 - tf) (4) para el cobre
Planteamos el equilibrio:
Q1 = Q2
ce1·m1·(tf - ti1) = ce2·m2·(ti2 - tf)
Despejamos el calor específico del cobre (ce2):
ce1·m1·(tf - ti1)/m2·(ti2 - tf) = ce2
ce2 = ce1·m1·(tf - ti1)/m2·(ti2 - tf)
Reemplazamos por los datos:
ce2 = [(1 kcal/kg·°C)·0,40 kg·(20,2 °C - 18 °C)]/[0,14 kg·(100 °C - 20,2 °C)]
Hacemos las cuentas:
ce2 = (0,5 kcal/°C)·2,2 °C/(0,14 kg·79,8 °C)
ce2 = 1,1 kcal/11,97 kg·°C
Respuesta=0,0912k cal/kg°c
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