Biofísica 2 P CISALE Jul 25 – 5 Termodinámica

Un dispositivo similar al utilizando por Joule en su experiencia sobre el equivalente mecánico del calor contiene 2 dm³ de un líquido. Si se dejan caer 2 pesas 60 veces desde una altura de 80 cm haciendo que la temperatura del líquido aumenta en 1,1 K, determine el peso (en Newton) de cada una de las pesas.

Datos:  Ce liq = 1,3 cal/gr°C; densidad del líquido = 1,2 kg/lt; g = 9,8 m/s²; 4,184 J = 1 cal

 

Q = W

 

Donde

Q = calor intercambiado

W = trabajo

Q =  ce ml ∆t

donde

ce = calor especifico = 1,3 cal/gr°C

ml = masa del líquido = δ V

δ = densidad = 1,2 kg / lt (1000 gr / 1 kg) = 1200 gr/lt

V = Volumen = 2 dm³ = 2 lt

∆t = aumento de la temperatura = 1,1 K

Reemplazando

Q = ce δ V ∆t = 1,3 cal/ gr °C 1200 gr/lt 2 lt 1,1 K = 3432 cal (4,184 J / 1 cal) = 14360 J

W =  2 N mp g h

donde

N = número de veces = 60

mp = masa de las pesas

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

h = altura = 80 cm = 0,80 m

 

Reemplazando y despejando mp

mp = Q / (2 * N g h)

mp = 14360 J / (2 * 60 * 9,8 m/s² 0,80 m) = 15,26 gr