Cátedra Cisale - Guía 4.8.7. Calorimetría

7. Una pequeña bolita de acero de 15 g viaja horizontalmente a 865 m/s y pasa a través de una masa de agua de 13,5 kg de agua y emerge con una velocidad menor de 534 m/s. Si el cambio de energía cinética de la bolita se transfiere al agua en forma de energía calórica ¿Cuál es el incremento en la temperatura del agua como consecuencia de esto?

 

ΔEc = Ecf – Eci

 

Donde

ΔEc = variación de la energía cinética

 

Ecf = energía cinética final = 1/ 2 m vf²

m = masa = 15 g = 0,015 kg

vf = velocidad final = 534 m/s

 

Eci = energía cinética inicial  = 1/ 2 m vi²

vi = velocidad inicial = 865 m/s

 

reemplazando

ΔEc = 1/ 2  0,015 kg (534 m/s)² - 1/ 2  0,015 kg (865 m/s)² = - 3.473 J (energía cedida)

 

Q  = ma cea ΔT

 

Donde

Q = calor recibido = 3.473 J (1 cal/4,18 J) = 830,87 cal

ma = masa de agua =  13,5 kg = 13.500 g

cea = calor específico del agua = 1 cal/gr ºC

ΔT = variación de temperatura

 

Reemplazando y despejando ΔT

ΔT = Q / (m ce)  = 830,87 cal / (13.500 gr  1 cal/grºC) =  0,0615 ºC