Biofísica UBA XXI 1 P Oct 22 T1 - 9. Termodinámica

En un dispositivo similar al utilizado por Joule en su experiencia sobre el equivalente mecánico del calor hay 1,5 litros de agua. Se dejan caer 15 veces dos pesas desde una altura de 40 cm hasta lograr un aumento de temperatura de 0,2 K. Calcule el peso de cada pesa.

Densidad del agua = 1 g/ml; Ce agua= 1cal/g°C; Equivalente mecánico del calor = 4,18 joule/cal.

 

Q = W  (Experiencia de Joule)

 

Q = m ce ΔT

 

donde

Q = calor absorbido por el líquido

m = masa del líquido = 1,5 L = 1500 gr

ce = calor especifico del líquido = 1 cal/gºC

ΔT = variación de la temperatura = 0,2 K = 0,2 ºC

 

Reemplazando

Q = 1500 gr 1 cal/grºC 0,2 ºC  = 300 cal (4,18 J/cal) = 1254 J

 

 

W = n 2 P h

 

donde

W = trabajo =  Q = 1254 J

n = número de veces arrojadas = 15

2 = dos pesas

P = peso de cada pesa

h = altura desde donde se arrojan las pesas = 40 cm = 0,40 m

 

Reemplazando y despejado P

P = W / ( n 2 h) = 1254 J / ( 15 * 2 * 0,40 m) =  104,5 N