Biofísica UBA XXI 1P May19 T7– 10 Termodinámica

10. Calcular la masa de cada una de las pesas en una experiencia similar a la realizada por Joule para el Equivalente Mecánico del Calor, si se dejan caer las dos pesas 10 veces desde una altura de 20 dm y se registra una diferencia de temperatura de 0,5 °C. El recipiente contenía 200 g de agua. 

Datos: Calor específico del agua= 1 cal/g °C; Equivalente Mecánico del Calor= 4,18 J/cal; g = 9,8 m/s²

X	a) 1,066 kg
	b) 2,132 kg
	c) 10,45 kg
	d) 20,90 kg

Diagrama de la experiencia de Joule

Q = m ce ΔT

donde

Q = calor absorbido por el agua

m = masa de agua = 200 gr

ce = calor especifico del agua = 1 cal/grºC

ΔT = variación de la temperatura = 0,5 ºC

Reemplazando

Q = 200 gr 1 cal/grºC  0,5 ºC = 100 cal 4,18 J/cal = 418 J

W = n 2 m g Δh

donde

W = trabajo = calor absorbido (transformación de trabajo en calor) = 418 J

n = número de veces arrojadas = 10

2 = dos pesas

m = masa de cada pesa

g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s²

Δh = altura desde donde se arrojan las pesas = 20 dm = 2 m

Reemplazando y despejando m

m = W / (n 2 g h) = 418 J / (10 * 2 * 9,8 m/s² 2 m ) = 1,066 kgr ---------- masa