Un calorímetro de cobre de 0.100 kg contiene 0.160 kg de agua y 0.0180 kg de hielo en equilibrio térmico a prión atmosférica. Si 0.750 kg de plomo a 255 °C se dejan caer en el calorímetro, ¿qué temperatura final se alcanza? Suponga que no se pierde caloral entorno
Respuestas a la pregunta
RESPUESTA:
Tenemos que la transferencia de calor viene dada por la siguiente ecuación:
Q = m· cp·ΔT
Para este ejercicio asumiremos dos condiciones:
- El hielo se derrite completamente.
- No hay perdida, el calor recibido es el enviado.
Ahora buscamos los calores de cada componente.
Q(cobre) = (0.100 Kg)(390 J/Kg.K)(T-0.0ºC) = 39.0 T J/Kg.
Q(agua)= (0.160 Kg)(4190 J/Kg.K)(T-0.0ºC) = 670.4 T J/Kg.
Q(hielo) = (0.0180 Kg)(4190 J/Kg.K)(T-0.0ªC) + (0.0180 Kg)(334 x 10³J/Kg)
Entonces simplificando el calor del hielo tenemos que:
Q(hielo) = 75.4 T J/Kg. + 6012 Kg
Ahora buscamos el calor del plomo, tenemos que:
Q(plomo) = (0.750 Kg)(130 J/Kg.K)(T-255ºC) = 97.5T J/Kg. - 2.468 x 10⁴J
Procedemos a realizar sumatoria de calores y tenemos que:
∑Q = 0 → Q(cobre) + Q(agua) + Q(hielo) + Q(plomo) = 0
39.0 T J/Kg. + 670.4 T J/Kg + 75.4 T J/Kg + 6012 J + 97.5 T J/Kg - 2.468 x 10⁴J = 0
T = 21.4ºC
Por tanto la temperatura final que se alcanza es de 21.4ºC.
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