• Asignatura: Física
  • Autor: Selectsound03
  • hace 8 años

Para conocer la temperatura interior de un horno se retira del mismo una barra de 2 lbm Y se introduce en un recipiente de aluminio de 1 lbm que contiene 2 lbm de agua el sistema se aísla de mediato y la temperatura del agua y del recipiente aumenta 70° alguien hasta la temperatura de equilibrio de 120 °F cuál es la temperatura ?

Respuestas

Respuesta dada por: gedo7
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La temperatura al interior del horno era de 806.06 ºF, para provocar el cambio de temperatura indicado.

Explicación:

Tenemos una barra de hierro de 2 lbm que es sacada del horno y es colocada en un recipiente de aluminio con agua. Entonces, para este ejercicio debemos saber que el calor cedido por el hierro es absorbido por el agua y el aluminio, tal que:

  • -Q(hierro) = Q(agua) + Q(aluminio)

Entonces, inicialmente vamos a buscar el calor que absorbió el agua y del aluminio, sabiendo que:

  • Cp(agua) = 1 BTU/lbmºF
  • Cp(aluminio) = 0.215 BTU/lbmºF
  • Cp(hierro) = 0.113 BTU/lbmºF

Entonces, tenemos que:

Q = cp(agua)·m(agua)·ΔT + cp(aluminio)·m(aluminio)·ΔT

Q = (1 BTU/lbmºF)·(2 lbm)·(70ºF) + (0.215 BTU/lbmºF)·( 1lbm)·(70ºF)

Q = 155.05 BTU

Este fue el calor que recibió el agua y aluminio que es igual al que cedió el hierro, entonces buscamos la temperatura inicial de la barra de hierro.

-Q(hierro) = cp(Hierro)·m(hierro)·ΔT

-155.05 BTU = (0.113 BTU/lbmºF )·(2 lbm)·( 120ºF - Ti)

-686.06 ºF = 120ºF - Ti

Ti = 120ºF + 686.06ºF

Ti = 806.06 ºF

Por tanto, tenemos que el hierro estaba a una temperatura inicial de 806.06 ºF que equivale a 430 ºC.

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