Un trozo de 237 g de hierro se saca de un horno que se encontraba a 250°C y se deja a la intemperie hasta que llega a la temperatura ambiente (25°C), luego se introduce en una hielera con una gran cantidad de hielo hasta llegar al equilibrio con el mismo. Asuma que el hielo es tanto que no se altera su temperatura (0°C) y que la hielera no permite que nada de calor se escape a los alrededores y calcule:
a) La cantidad de calor que el metal entrego al aire desde que se saca del horno hasta justo antes de introducirlo en la hielera.
b)La cantidad de calor que el metal entrego al hielo hasta llegar al equilibrio térmico.
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1
La ecuación para calcular la cantidad de calor cedido o entregado al medio se calcula mediante la fórmula
Q= m*Ce*(Tf-To)
Donde Q es el calor entregado o absorbido
Ce es el calor específico (particular para cada material)
Tf es la temperatura final
To es la temperatura inicial
Prácticamente conocemos todos los valores, lo único que desconocemos es el calor específico del hierro, pero lo podemos sacar te dabla, acá te lo dejaré y lo puedes comprobar
Ce= 450 J/(Kg.⁰K) ⇒ Sólo para el hierro
Ahora si observas ese calor específico está en kg y la masa del hierro esta gramos, por tanto hay que convertir la masa de gramos a kilogramos y después hay que convertir las temperaturas de Celcius a Kelvin
1 kg ⇒ 1000 g
X kg ⇒ 237 g
X kg=(1 kg*237 gr)/1000g
X kg= 0.237 kg = 237 gr
Ahora necesitamos hacer las conversiones de los grados, para pasar de grados celcius a Kelvin solo tienes que sumar 273 es decir
⁰K = ⁰C + 273
(haré un ejemplo, el resto te los pondré directos)
para 250 ⁰C
⁰K= 250 ⁰C + 273
⁰K= 523
25 ⁰C= 298 ⁰K
0 ⁰C= 273 ⁰K
bien ahora que ya tenemos todo, resolvemos
para el caso "A" Tf=298 ⁰K y To= 523 ⁰K
Q= [0.237 kg*450 J/(Kg.⁰K)]*(298 ⁰K-523 ⁰K)
Q= - 23,996.25 J (para dejarlo en kilo Joule, dividamos entre mil [opcional])
Q= -23.99 KJ
B) Tf= 273 ⁰K .... To= 298 ⁰K
Q= [0.237 kg*450 J/(Kg.⁰K)]*(273 ⁰K-298 ⁰K)
Q= - 2653.75 J
Q= - 2.65KJ
*Los kilogramos y los grados kelvin se eliminan y solo queda Joule
*Las repuestas son negativas porque el calor es entregado hacia el medio, es decir siempre que un cuerpo entrega, cede o pierde calor la respuesta será negativa, por el contrario será positivo si gana, por ejemplo si calculas cuando calor gana un litro de agua el resultado será positivo porque al agua se le está suministrando o está ganando calor... espero te sirva,
Saludos desde Nicaragua
Q= m*Ce*(Tf-To)
Donde Q es el calor entregado o absorbido
Ce es el calor específico (particular para cada material)
Tf es la temperatura final
To es la temperatura inicial
Prácticamente conocemos todos los valores, lo único que desconocemos es el calor específico del hierro, pero lo podemos sacar te dabla, acá te lo dejaré y lo puedes comprobar
Ce= 450 J/(Kg.⁰K) ⇒ Sólo para el hierro
Ahora si observas ese calor específico está en kg y la masa del hierro esta gramos, por tanto hay que convertir la masa de gramos a kilogramos y después hay que convertir las temperaturas de Celcius a Kelvin
1 kg ⇒ 1000 g
X kg ⇒ 237 g
X kg=(1 kg*237 gr)/1000g
X kg= 0.237 kg = 237 gr
Ahora necesitamos hacer las conversiones de los grados, para pasar de grados celcius a Kelvin solo tienes que sumar 273 es decir
⁰K = ⁰C + 273
(haré un ejemplo, el resto te los pondré directos)
para 250 ⁰C
⁰K= 250 ⁰C + 273
⁰K= 523
25 ⁰C= 298 ⁰K
0 ⁰C= 273 ⁰K
bien ahora que ya tenemos todo, resolvemos
para el caso "A" Tf=298 ⁰K y To= 523 ⁰K
Q= [0.237 kg*450 J/(Kg.⁰K)]*(298 ⁰K-523 ⁰K)
Q= - 23,996.25 J (para dejarlo en kilo Joule, dividamos entre mil [opcional])
Q= -23.99 KJ
B) Tf= 273 ⁰K .... To= 298 ⁰K
Q= [0.237 kg*450 J/(Kg.⁰K)]*(273 ⁰K-298 ⁰K)
Q= - 2653.75 J
Q= - 2.65KJ
*Los kilogramos y los grados kelvin se eliminan y solo queda Joule
*Las repuestas son negativas porque el calor es entregado hacia el medio, es decir siempre que un cuerpo entrega, cede o pierde calor la respuesta será negativa, por el contrario será positivo si gana, por ejemplo si calculas cuando calor gana un litro de agua el resultado será positivo porque al agua se le está suministrando o está ganando calor... espero te sirva,
Saludos desde Nicaragua
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