Biofísica 3. Termodinámica 23 Primer principio

Primera principio 23.

a.  ¿ Qué cantidad de calor debe entregar un mechero para calentar 2 litros de agua de 20ºC a 21ºC?

Q = m * ce * (Tf – Ti)

donde

Q = calor entregado

m = masa = 2 ltr = 2 kg = 2.000 gr

ce = calor especifico del agua = 1 cal/ gr ºC

Tf = temperatura final = 21 ºC

Ti = temperatura inicial = 20 ºC

Reemplazando

Q = 2.000 gr * 1 cal/gr ºC* (21ºC – 20ºC) = 2.000 cal < ------------ calor entregado

b. Si la misma variación de temperatura se quiere lograr con un dispositivo similar al utilizado por Joule en su famosa experiencia ¿Desde qué altura hay que dejar caer dos pesas, de 10 kg cada una? Desprecie la capacidad calorífica del sistema de paletas.

Q = 2.000 cal * ( 4,187 J / 1 ca) = 8.384 J

Energía calórica ( 8.384 J ) = energía mecánica (de las pesas al bajar)= energía potencial

Energía potencial = masa (20 kg) * gravedad (10 m/s²)* altura

Reemplazando y despejando altura

Altura = 8.384 J / ( 20 kg * 10 m/s² ) = 41,87 m  < ------------- caída de las pesas