Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T2 – 10 Termodinámica

Determinar el número de veces que se deben dejar caer las dos pesas, para generar un aumento de temperatura de 3 K a 1,5 litros de agua, utilizando un dispositivo similar al empleado por Joule del equivalente mecánico del calor. Teniendo en cuanta que el peso de las pesas es de 3,43 N c/u, desde una altura de 7,5 m.

Datos: g = 9,8 m/s²; δ agua = 1 gr/cm³; ce agua = 1 cal/gr.°C; 1 cal = 4,18 J

 

Q = L (experiencia de Joule)

 

Donde

Q = calor absorbido = m ce ∆T

m = masa del líquido = δ agua V

δ agua = densidad del agua = 1gr/cm³  

V = volumen = 1,5 litros (1 dm³ / 1ltr) (1000 cm³ / 1 dm³) = 1500 cm³

ce = calor especifico =1 cal/gr °C

∆T = variación de temperatura = 3 K

 

L = trabajo = N 2 Pp h

N = número de veces

Pp = peso de cada pesa = 3,43 N

h = altura = 7,5 m

 

Reemplazando en Q

Q = 1 gr/cm³ 1500 cm³ 1 cal/gr °C 3 K = 4500 cal (4,18 J / 1 cal) = 18 810 J

 

Reemplazando y despejando N

N = Q/ (2 Pp h) = 18810 J / (2 * 3,43 N 7,5 m) = 366 veces