Biofísica 3 Opción Múltiple 2 Calorimetría

Termodinámica 2. Un pedazo de cobre de 150 g que está a una temperatura de 100°C se coloca dentro del vaso de un calorímetro que contiene 200 g de agua a 20°. El vaso es de aluminio y tiene una masa de 37 g. Si la temperatura final de la mezcla es de 25°C. ¿Cuál es el calor específico del cobre (c_cu)? Datos: c_agua= 1 kcal/kg°C c_al= 0,22 kcal /kg°C

█   a) 0,093 kcal/kg°C    b) 0,93 kcal/kg°C      c) 0,052 kcal/kg°C

      d) 0,52 kcal/kg°C      e) 0,064 kcal/kg°C    f) 0,64 kcal/kg°C

Calorímetro = no intercambia calor con el exterior = Σ Q = 0

Σ Q = Qcu + Qcal + Qag

donde

Qcu = calor absorbido/cedido por el cobre = mcu ccu (Tfinal - Tocu)

mcu = masa del cobre = 150 gr

ccu = calor específico del cobre

Tf = temperatura final de la mezcla = 25ºC

Tocu = temperatura inicial del cobre = 100ºC

Qcal = calor absorbido/cedido por el calorímetro = mcal ccal (Tfinal - Tocal)

mcal = masa del calorímetro = 37 gr

ccal = calor específico del calorímetro = calor especifico del aluminio = 0,22 kcal/kg ºC

Tocal = temperatura inicial del calorímetro = temperatura inicial del agua = 20ºC

Qag = calor absorbido/cedido por el agua  = mag cag (Tfinal - Toag)

mag = masa del agua = 200 gr

cag = calor específico del agua = calorímetro = calor especifico del aluminio = 1 kcal/kg ºC

Toag = temperatura inicial del agua = 20ºC

Reemplazando

Σ Q = 150gr ccu (25ºC – 100ºC) + 37gr 0,22cal/grºC (25ºC – 20ºC) + 200gr 1cal/grºC (25ºC – 20ºC) = 0

Despejando ccu

ccu = (- 37gr 0,22cal/grºC (25ºC – 20ºC) - 200gr 1cal/grºC (25ºC – 20ºC)) / (150gr (25ºC – 100ºC))  

ccu = 0,093 cal/gr ºC = 0,093 kcal/kg ºC   < ------------a)