Biofísica UBA XXI Final Feb 21 47. Termodinámica

47. Determinar la variación de temperatura de un líquido usado en una experiencia similar a la de Joule (equivalente mecánico del calor), en la que se reemplazó al agua por 1580 gr de este otro líquido. Se dejó caer 150 veces cada una de las dos pesas desde una altura de 100 cm.

Paralelamente, en otra experiencia se observó que cuando 180 gr de este líquido reciben 1700 cal, aumenta su temperatura en 15 ºC.

Datos: masa de cada pesa: 2000 gr, g = 980 cm/s², 1 cal= 4,18 Joule

 

 a. 5,91 ºC

 b. 3,67 ºC

 c. 0,56 ºC

█ d. 1,41 ºC

 e. 0,71 ºC

 

Q = m ce ΔT

 

donde

Q = calor absorbido por el líquido = 1.700 cal

m = masa del líquido = 180 gr

ce = calor especifico del liquido

ΔT = variación de la temperatura = 15 ºC

 

Reemplazando y despejando ce

ce = Q / (m ΔT) = 1.700 cal / (180 gr 15 ºC) = 0,63 cal/gr ºC

 

Experiencia de Joule

 

W = n 2 P Δh

 

donde

W = trabajo = calor absorbido (transformación de trabajo en calor) = Q

n = número de veces arrojadas = 150

2 = dos pesas

P = peso de cada pesa = Mp* g

Mp = masa de cada pesa = 2000 gr  = 2 kg

g = aceleración e a gravedad = 980 cm/s² = 9,8 m/s²

Δh = altura desde donde se arrojan las pesas = 100 cm = 1 m

 

W = n 2 Mp g Δh = 150 * 2 * 2 kg 9,8 m/s² 1 m = 5.880 J

 

 

Q = m ce ΔT

 

donde

Q = calor absorbido por el líquido = 5.880 J / 4,18 cal/ J = 1.407 cal

m = masa del líquido = 1.580 gr

ce = calor especifico del líquido = 0,63 cal/gr ºC

ΔT = variación de la temperatura

 

 

Reemplazando y despejando

ΔT = Q / (m ce) = 1.407 cal / (1.580 gr 0,63 cal/gr ºC) = 1,41 ºC