Question

se introduce una bola de hierro de 10 kg a una temperatura de 100 °C en un recipiente con 20 litros de agua a 25 °C calcula la temperatura de equilibrio,el calor obsorvido por el agua y el calor desprendido del hierro

Answer 1

Respuesta: 

Para resolver este ejercicio debemos plantear la ecuación de transferencia de calor, tal que: 

                                                         Q = m·cp ·ΔT

Donde: 

Q = transferencia de calor
m = masa
cp = calor especifico
ΔT = diferencia de temperaturas

Para resolver este ejercicio es importante mencionar que que el calor que desprende el hierro lo absorbe el agua, entonces: 

                                                              Qh + Qa =0

La densidad del agua es de 1 kg/L, entonces en 20 L existen 20 kg. Tenemos: 

                                         mh·cph ·ΔTh + ma·cpa ·ΔTa = 0

       (10 kg)·(450 J/Kg·K)·(Tf-100ºC) + (20 kg)·(4186 J/Kg·K)·(Tf-25ºC) = 0

                                 (4500)·(Tf-100ºC) + (83720)·(Tf-25ºC) = 0

                                                         Tf = 28.82 ºC

Calculamos el calor: 

                  Qh = (10 kg)·(450 J/Kg·K)·(28.82ºC - 100ºC)  = -320310 J

Entonces la temperatura de equilibrio es de 28.82 ºC, el hierro expulsa 320310 J de calor que es la misma cantidad que absorbe el agua.