Biofísica 2 P CISALE Jul 24 T1 – 5 Termodinámica

En un dispositivo similar al utilizado por Joule en su experiencia sobre el equivalente mecánico del calor hay 1200 ml de un líquido. Si al dejar caer 60 veces dos pesas de 3,5 kg cada una desde una determinada altura, se logra un aumento de temperatura de 0,4 K, calcule la altura (en cm) desde la que fueron arrojadas las pesas.

Datos: g = 9,8 m/s²; densidad del líquido = 850 kg/m³ ; calor especifico del líquido = 1,3 cal/gr°C; 4,184 J = 1 cal;

 

W = Q

 

Donde

Q = calor absorbido = m ce ∆T

m = masa = δ V

δ = densidad = 850 kg/m³ = 0,85 gr/cm³

V = volumen = 1200 ml = 1200 cm³

ce = calor especifico = 1,3 cal/gr.°C

∆T = variación de la temperatura = 0,4 K

 

Reemplazando

Q = δ V ce ∆T = 0,85 gr/cm³ 1200 cm³ 1,3 cal/gr.°C 0,4 K = 530 cal (4,184 J / 1 cal) = 2219 J

 

W = trabajo =  N 2 mp g h

N = número de tiradas = 60 veces

mp = masa de las pesas = 3,5 kg

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

h = altura

 

Reemplazando

N 2 mp g h = Q

60 veces 2 * 3.5 kg 9,8 m/s² h = 2219 J

 

Despejando h

h = 2219 J / (60 veces 2 * 3.5 kg 9,8 m/s² ) = 0,54 m = 54 cm