Biofísica 3 Termodinámica (20) 1. Calorimetría

 1. Calorimetría

a) Si dos cuerpos de igual masa, uno de cobre y otro de hierro, ambos a la misma temperatura inicial, reciben la misma cantidad de calor, ¿cuál de los dos alcanzará una temperatura mayor?, ¿por qué?

 

Q = m  Ce  ΔT

 

donde

Q = calor recibido

m = masa

Ce = calor especifico (depende del material)

ΔT = variación de la temperatura = Tf – Ti

Tf = temperatura final

Ti = temperatura inicial

 

Cobre (c): Qc = mc Cec (Tfc – Tic)

Hierro (h): Qh = mh Ceh (Tfh – Tih)

 

Igualando Qc = Qh

Cec mc (Tfc – Tic) = Ceh mh (Tfh – Tih)

 

Si mc = mh

Cec (Tfc – Tic) = Ceh (Tfh – Tih)

 

De tablas

Cec = 0,092 cal/gr °C

Ceh = 0,106 cal/gr °C

 

Cec < Ceh à Tfc – Tic  > Tfh – Tih

 

Si Tci = Tch à Tfc > Tfh 

 

El cobre se calienta más que el hierro

 

 

b) Dos cuerpos de igual material y distinta masa se introducen, con temperaturas iniciales diferentes, en un recipiente adiabático de capacidad calorífica despreciable hasta que alcanzan el equilibrio térmico, ¿cuál de los dos experimenta mayor variación en su temperatura? ¿Qué suposición hay que hacer para responder esta pregunta?

 

 

Q = mA CeA ΔTA - mB CeB ΔTB = 0

 

Donde

Q = calor intercambiado por el exterior = 0 (recipiente adiabático)

mA = masa del cuerpo A

CeA = calor especifico del cuerpo A

ΔTA = variación de temperatura A

mB = masa del cuerpo B

CeB = calor especifico del cuerpo B = CeA (mismo material)

ΔTB = variación de temperatura B

 

Reemplazando

mA CeA ΔTA = mB CeB ΔTB

 

mA ΔTA = mB ΔTB

 

Suponiendo  mA < mB à ΔTA > ΔTB 

 

La única suposición (para ambos ítems) = No hay cambios de estado por el aumento/disminución de las temperaturas.