Un clavo de 50 g de hierro se ha calentado hasta los 150 ºC, ¿qué temperatura alcanzan si se deja caer en un recipiente con 500 g de agua a 16 ºC?.
Respuestas a la pregunta
Sabiendo que un clavo de 50 g de hierro, que se ha calentado a 150 ºC, se deja caer en un recipiente con 500 g de agua a 16 ºC, tenemos que la temperatura que alcanzan es de 17.51 ºC.
¿Cómo se calcula la cantidad de calor?
La cantidad de calor se puede hallar empleando la siguiente fórmula general:
Q = m·cp·ΔT
Donde:
- Q = cantidad de calor
- m = masa
- cp = calor específico
- ΔT = diferencia de temperatura
¿Cuál es el calor específico del agua y hierro?
El calor específico del hierro es de 0.114 cal/g°C y el del agua es de 1 cal/gºC.
Condición para resolver el problema
Para solucionar este problema se considerará que todo el calor cedido por el clavo será absorbido por el agua.
Resolución del problema
Inicialmente, el calor cedido por el clavo lo absorbe el agua, entonces:
Qa = -Qc
Definimos estas cantidades de calor:
ma·cpa·ΔT = mc·cpc·ΔT'
Ahora, procedemos a buscar la temperatura de equilibrio del sistema:
ma·cpa·ΔT = mc·cpc·ΔT'
(500 g)·(1 cal/gºC)·(Te - 16 ºC) = -(50 g)·(0.114 cal/gºC)·(Te - 150 ºC)
500·(Te - 16) = 5.7·(150 - Te)
500Te - 8000 = 855 - 5.7Te
500Te + 5.7Te = 855 + 8000
505.7Te = 8855
Te = 8855 / 505.7
Te = 17.51 ºC
En conclusión, el sistema alcanza una temperatura de 17.51 ºC.
Mira más sobre la cantidad de calor en https://brainly.lat/tarea/43115395.
Mira más sobre la temperatura de equilibrio en https://brainly.lat/tarea/13759092.
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