Question

Un hervidor de agua tipo domestico puede servir como termómetro. En el hervidor Magefesa de 2200 W del profesor Figueroa, 1.6 litros de agua de la llave se demoraron 3 minutos 55 segundos en hervir. Calcule la temperatura del agua de la llave en ese momento. Asuma que el procedimiento no presenta perdidas de calor y que la temperatura inicial del agua era de 20⁰C.

Answer 1

El problema se puede resolver por calorimetría.

Tenemos la potencia del hervidor, P = 2200 W o 2200 J/s ; y el tiempo de 3 minutos 55 segundos, equivalentes a 235 segundos

La potencia es energía sobre tiempo (Q/t)

$P=\frac{Q}{t}$

$2200=\frac{Q}{235} ~~~\to~~~Q=517000~J$

Q es la energía calorífica que se genera.

Por calorimetría:

$Q=m.Ce.\Delta T$

Asumamos que la densidad del agua es 1000 g/L, entonces el peso del agua es 1600 Kg o 1600000 g. El calor específico (Ce) del agua se saca de tablas: 4,186 J/g.°C

La temperatura inicial (Ti) es 20°C.

Reemplazando para hallar la temperatura final:

$517000=1600000\times4,186\times (T_f-20)$

$0,07719=T_f-20~~~\to~~~T_f=20,07719~\°C$

Espero te haya ayudado

Answer 2

El hervidor de agua domestico, logra elevar los 1.6 litros de agua a 97.19ºC, aplicando 2200 W en 3 minutos y 55 segundos.

Explicación:

Inicialmente debemos saber que la potencia es la relación entre la tasa de calor y el tiempo, tal que:

• P = Q/t

Ahora, despejamos el calor, tal que:

Q = (2200 W)·(235 s)

Q = 517000 J

Ahora, aplicamos ecuación de transferencia de calor general, sabiendo que:

• Q = m·cp·ΔT

El calor especifico del agua es 4186 J/kg·ºC y si son 1.6 litros de agua eso equivale a 1.6 kg de agua, entonces:

517000 J = (1.6 kg)·(4186 J/kgºC)·(Tf - 20ºC)

77.19 ºC = Tf - 20ºC

Tf = 97.19ºC

Entonces, tenemos que la temperatura final del agua es de 97.17 ºC.

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