Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T6 – 5 Termodinámica

 Calcule el aumento de temperatura logrado en un recipiente adiabático similar al experimento del equivalente mecánico del calor, que contiene 250 ml de agua líquida. El sistema tiene dos pesas de 350 gr cada una a 75 cm de altura. Las pesas se dejan caer 900 veces. Considere que no se producen cambios de estado.

Datos: δ agua = 1 gr/cm³; g = 9,8 m/s²; Ce agua = 1 cal/gr.°C; 8,21 J = 2 cal

  

Q = L (experiencia de Joule)

 

Donde

Q = calor absorbido = m ce ∆T

m = masa del líquido = δ agua V

δ agua = densidad del agua = 1 gr/cm³  

V = volumen = 250 ml (1 cm³ / 1 ml) = 250 cm³

ce = calor especifico =1 cal/gr °C

∆T = variación de temperatura

 

L = trabajo = N 2 Pp h

N = número de veces = 900 veces

Pp = peso de cada pesa = m g

m = masa de cada pesa = 350 gr = 0,350 kg

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

h = altura = 75 cm = 0,75 m

 

Reemplazando en L

L = 900 * 2 * 0,350 kg 9,8 m/s²  0,75 m = 4630,50 J (2 cal / 8,31 J) = 1114,44 cal

 

Reemplazando y despejando ∆T

∆T = L / (δ agua V ce) = 1114,44 cal / (1 gr/cm³ 250 cm³  1 cal/gr °C) = 4,46 °C