Un cubo de cobre con una masa
mc = 75g se coloca en un horno a una tem-
peratura de To = 312oC, hasta que alcanza su
equilibrio t ́ermico. Despu ́es se deja caer r ́apida-
mente en una jarra aislada que contiene agua
de masa m = 220g. La capacidad calor ́ıfica de
la jarra es Cj = 190J/K. Al inicio el agua y
la jarra tienen una temperatura de Ti = 12.0
oC.
¿Cu ́al es la temperatura final de equilibrio Tf del
sistema formado por cobre+agua+jarra?
De los datos del anterior problema
encuentre el valor para el calor (Q) del agua.
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Estamos en presencia de un problema de Calorimetria, donde los elementos alcanzan el equilibrio térmico, esto implica la siguiente relación:
-Qcedido = Qabsorbido
El cubo de cobre (Cp = 387 J/kg°C ) tiene un temperatura elevada, por ende este sera quien ceda el calor
La ecuación para calcular el calor es:
Q = mCp (Tf -Ti)
Aplicamos la relación para equilibrio
Cp agua = 4180J/kg°C
-(0.075kg * 387 J/kg°C * (Tf - 312°C) = 0.22kg (Tf - 12°C ) (4180 + 190)J/kg°C
Despejamos Tf
-29.025J/°|C*Tf+9050J = 961.4J/°CTf - 11536.8J
-990.425J/°C Tf = -20586.8J
Tf = 20.79 °C
Espero haber ayudado :)
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