Biofísica 2 P Nov24 TB – 6. Electricidad

Un termo de capacidad calorífica despreciable contiene 400 gr de agua a 20 °C a presión atmosférica normal. Se introduce un calefactor eléctrico conectado a 220 V y después de 15 minutos se observa que calefactor ha entregado 15600 calorías. Despreciando las perdidas térmicas.

Datos: Cagua = 1 cal/gr.°C; Chielo = 0,5 cal/gr.°C; Lf = 80 cal/gr; 1 cal = 4,18 J

 

a.     ¿Qué corriente debe circular por el calefactor?

 

Pot = W / t = I V

 

Donde

Pot = potencia

W = trabajo = 15600 cal (4,18 J/ 1 cal) = 65208 J

t = tiempo = 15 min (60 seg/ 1 min) = 900 seg

I = intensidad de corriente

V = tensión = 220 V

 

Reemplazando y despejando I

I = W / (t V) = 65208 J / (900 seg 220 V) = 0,329 A

 

 

b.     Al cabo de esos 15 minutos. Que temperatura alcanza el agua del termo

 

Q = m ce (Tf – Ti)

 

Donde

Q = calor absorbido = 15600 cal

m = masa = 400 gr

ce = calor especifico del agua = 1 cal/gr °C

Tf = temperatura final

Ti = temperatura inicial = 20 °C

 

Reemplazando y despejando Tf

Tf = Q / (m ce) + Ti = 15600 cal / (400 gr 1 cal/gr.°C) + 20 °C = 59 °C