Biofísica UBA XXI Final Feb 21 91. Termodinámica

91. Determine la variación de temperatura de un líquido usado en la experiencia de similar a la de Joule (equivalente mecánico del calor), en la que se reemplazó al agua por 1240 g de este otro líquido. Se dejó caer 110 veces cada una de las dos pesas desde una altura de 120 cm.

Paralelamente, en otra experiencia se observó que cuando 230 g de este líquido ceden 1300 cal, disminuyen su temperatura en 8 ºC.

Datos: masa de cada pesa: 850 g, g = 980 cm/ s², 1 cal = 4,18 Joule,

 

 a. 0,29 ºC

█ b. 0,60 ºC

 c. 0,87 ºC

 d. 1,13 ºC

 e. 0,42 ºC

 

 

Q = m ce ΔT

 

donde

Q = calor cedido por el líquido = - 1.300 cal

m = masa del líquido = 230 gr

ce = calor especifico del liquido

ΔT = variación de la temperatura = - 8  ºC

 

Reemplazando y despejando ce

ce = Q / (m ΔT) = - 1.300 cal / (230 gr (-8 ºC)) = 0,7065 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 = 110

2 = dos pesas

P = peso de cada pesa = Mp* g

Mp = masa de cada pesa = 850 gr  = 0,850 kg

g = aceleración de la gravedad = 980 cm/s² = 9,8 m/s²

Δh = altura desde donde se arrojan las pesas = 120 cm = 1,2 m

 

W = n 2 Mp g Δh = 110 * 2 * 0,850 kg 9,8 m/s² 1,20 m = 2.199,12 J

 

 

Q = m ce ΔT

 

donde

Q = calor absorbido por el líquido = 2.199,12 J / 4,18 cal/ J = 526,11 cal

m = masa del líquido = 1.240 gr

ce = calor especifico del líquido = 0,7065 cal/gr ºC

ΔT = variación de la temperatura

 

Reemplazando y despejando

ΔT = Q / (m ce) = 526,11 cal / (1.240 gr 0,7065 cal/gr ºC) = 0,60 ºC