Juan calienta una gran cantidad de agua en una olla. Al retirarla del fuego, la temperatura del agua se
mide con un termómetro y este indica 100 °C. Juan mide la temperatura del ambiente y obtiene 20 °C.
La ley de enfriamiento de Newton establece que cuanto mayor es la diferencia de temperatura entre
un objeto y el ambiente, mayor es el flujo de calor y, por tanto, más rápido se enfría el objeto.
Teniendo en cuenta la anterior información, ¿cuál de las siguientes gráficas describe mejor el
proceso de enfriamiento del agua en la olla
Respuestas
Respuesta:
Luego que trascurre el tiempo entre dos cuerpos en estudio a temperatura final se estabilizara y quedaran en equilibrio termino, ahora bien en cuanto al tiempo la ley de enfriamiento de newton, establece la siguiente ecuacion
T(t) = Ta + (To - Ta)e^-kt
Como podemos ver la función modelo es una expresión logarítmica es decir, va es descenso hasta estabilizarse pero no de manera lineal, mas bien decrece de manera convexa, por lo que la gráfica que se adecua a tal comportamiento es la GRAFICA C
Para este caso, la gráfica que mejor describe el proceso de enfriamiento del agua de la olla es la opción C).
Inicialmente, como la diferencia de temperatura entre el agua y el ambiente es bastante elevada (80 ºC) entonces la tasa de transferencia de calor es elevada y la temperatura se debe empezar a reducir rápidamente, y donde la temperatura se reduce más rápidamente es en la gráfica C.
Luego, cuando la olla llega al equilibrio térmico con el medio ambiente tenemos que la temperatura se mantiene constante.
La ley de enfriamiento de Newton se define como:
T = Ta + (To - Ta)·e^(-kt)
Veamos entonces que la función es exponencial decreciente, concordando con la opción C.
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