un bloque de hierro con una masa de 14kg a una temperatura de 932 grados 'f se sumerge en 60lb de mercurio que se encuentra a una temperatura de 523,15k calcular la temperatura final del sistema
Respuestas a la pregunta
La temperatura final es de 304,20 °C
Explicación paso a paso:
Datos:
HIERRO
m1 = 14kg
t1 = 932 °F ((932°F-32)*9/5)=500°C)
C1 = 0,210 Kcal/kg °C (Tabla de capacidad calorifica de los materiales)
MERCURIO
m2 = 60Lb (60Lb/2,205 = 27,2155 Kg)
t2 = 523,15 °K (523,15°K - 273,15 = 250°C)
C2 = 0,113 Kcal/kg°C
Este problema trata de equilibrio termico, por ende es necesario utilizar la siguiente ecuación:
Q = mCΔT
ΣQ = 0 (Condición equilibro térmico)
Ahora bien al estar en presencia de dos cuerpos, nuestra ecuación de equilibrio queda planteado de la siguiente forma:
ΣQ = m1C1(Tf1 -T1) + m2C2(Tf2 -T2) = 0
como la temperatura final sera única, entonces:
Tf1 = Tf2 =Tf
Despejando Tf y sustituyendo valores obtenemos:
Tf = (m1C1t1+m2C2t2) / (m1C1 + m2C2)
Tf = (14Kg*0,113Kcal/kg°C*500°C + 27,2155Kg*0,210Kcal/kg°C*250°C) / (14Kg*0,113Kcal/kg°C + 27,2155Kg*0,210Kcal/kg°C)
Tf = 304,20 °C