Física, pregunta formulada por Regina130405, hace 12 días

Un trozo de plomo de 1000gr es calentado hasta 100°C y luego se deposita en un envase que contiene 1.5 litros de agua a 20°C. Suponiendo que el envase es adiabático ¿Cuál será la temperatura de equilibrio del sistema?

Respuestas a la pregunta

Contestado por rteran9
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Al depositar el trozo de plomo en el envase se llega a una temperatura de equilibrio de 21.62 °C.

Este problema está relacionado con los calorímetros, en los que se mezclan diferentes sustancias y se cumple que:

Q1+Q2 +Qcalorímetro = 0

donde :

  • Q1: es el calor suministrado por la sustancia 1, en este caso el plomo.
  • Q2: es el calor de la sustancia 2, en este caso el agua.
  • Qcalorímetro: es el calor propio del envase. En este caso es cero por ser adiabático.

¿Cómo se determina la temperatura de equilibrio?

Para resolver este problema se debe seguir el siguiente procedimiento:

  1. Expresar el calor del plomo Q1 en función de la temperatura de equilibrio.
  2. Expresar el calor del agua Q2 en función de la temperatura de equilibrio.
  3. Sustituir Q1 y Q2 en la ecuación del calorímetro y despejar la temperatura de equilibrio.

A continuación te explicamos el procedimiento.

  • Paso 1: Calor del plomo:

Los datos son:

Mplomo = 1000 g

Cplomo = 0.031 cal/(g°C)

Ti = 100 °C

Sustituyendo en la ecuación de calor:

Q = C*m * (Tf-To)

Q1 = 0.031 * 1000 * (Tf - 100)

Q1 = 31 * (Tf - 100)

  • Paso 2: Calor del agua:

Los datos son:

Magua = 1.5 litros = 1500 g

Cagua = 1 cal/(g°C)

Ti = 20°C

Sustituyendo en la ecuación de calor:

Q = C*m * (Tf-To)

Q2 = 1* 1500* (Tf - 20)

Q2 = 1500* (Tf - 20)

  • Paso 3: Sustitución de Q1 y Q2:

Al sustituir Q1, Q2 y Q3=0 en la ecuación del calorímetro se puede despejar la temperatura de equilibrio Tf:

31 * (Tf - 100) + 1500* (Tf - 20) = 0

Tf = 21.62 °C

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