Question

Una pieza de plomo de 250 g es calentada a 100 oC y entonces colocado en un contenedor de cobre de 400 g que tiene 500 g de agua. El contenedor y el agua tienen una temperatura inicial de 18 oC. Cuando se alcanza el equilibrio térmico la temperatura es de 19.15 oC. Si no se pierde calor en el sistema, ¿cuál es al calor específico del plomo? Considera que el calor específico del cobre es c = 0.386 kJ/kg·K, y el del agua c= 4.180 kJ/kg·K.

Answer 1

El calor especifico de la pieza de plomo colocada en el contener de cobre con agua es Cpb = 0,126 kJ /kg.K

Explicación paso a paso:

Convertiremos temperatura a kelvin

100°C+273,15K = 373,15 K

18°C+273,15K = 291,15 K

19,15°C+273,15K = 292,3 K

El enunciado claramente nos indica que el sistema alcanza un equilibrio térmico y no se pierde calor, por ende se cumple que la sumatoria de los calores es igual  a cero:

Q1 + Q2 +Q3 = 0

Donde:

Q = mCp (Tf - Ti)

Q1 = Qcu = 0,4kg*0.386 kJ/kg·K (292,3K-291,15K) = 0,178 kJ

Q2 = Qagua = 0,5kg*4,18 kJ/kg·K (292,3K-291,15K) = 2,404 kJ

Q3 = Qpb = 0,25kg*Cpb(291,3K - 373,13K) = -20,456 kg.K Cpb

0,178 kJ + 2,404 kJ + (-20,456kg.K Cpb) = 0

Cpb = - 2,582 kJ / -20,456kg.K

Cpb = 0,126 kJ /kg.K