Question

Una bala de 15.0 g viaja horizontalmente a 865 m/s y pasa a través de un tanque que contiene 13.5 kg de agua y emerge con una velocidad de 534 m/s. ¿Cuál es el incremento máximo en la temperatura que el agua podría tener como resultado de este evento?

Answer 1

Como resultado de este evento, el agua puede aumentar su temperatura en hasta 6,58\°C.

Explicación:

El calor aportado por la bala al agua es igual a la pérdida de energía mecánica a causa de la viscosidad. Como toda su energía es cinética, esta pérdida de energía es:

$\Delta E=E_{cf}-E_{ci}=\frac{1}{2}mv_f^2-\frac{1}{2}mv_i^2\\\\\Delta E=\frac{1}{2}m(v_f^2-v_i^2)\\\\\Delta E=\frac{1}{2}.0,015kg((865m/s)^2-(534m/s)^2)\\\\\Delta E=371974J$

Si despreciamos la pérdida de energía al perforar las paredes del tanque, tenemos el máximo incremento en la temperatura suponiendo que toda esta pérdida de energía se traduce en energía térmica:

$\Delta E=m.C.\Delta T\\\\\Delta T=\frac{\Delta E}{m.C}=\frac{371974}{13,5kg.4186\frac{J}{Kg\°C}}\\\\\Delta T=6,58\°C$