Question

Si enfriamos una sartén de hierro de un 1,5 Kg de peso, que esta a una temperatura de 220º C dentro de un fregadero con 25 litros de agua a 20ºC. ¿Cuál será la temperatura final de la mezcla y por tanto de la sartén. Calores específicos: Ce Hierro= 0,5 cal/g ºC Ce Agua = 1 cal /g ºC

Answer 1

La temperatura final de la mezcla es de 25.82 ºC

La temperatura final de la mezcla y por tanto de la sartén se calcula mediante equilibrio térmico , teniendo en cuenta que el calor absorbido por el agua es el calor desprendido por el sartén, de la siguiente manera :

     

Sartén de hierro :

  ms = 1.5 Kg * 1000 g/1 Kg = 1500 g

    To = 220ºC

  Ce Fe = 0.5 cal /gºC

  Agua :

  ma = 25 Kg agua  * 1000 g/1 Kg = 25000 g H2O

   d agua = 1 g/ml = 1 Kg/ L,  entonces : 25 Lts agua

  Ce =1 cal/gºC

  To= 20ºC

     Tf=?

    Equilibrio térmico :

   Q absorbido = - Q cedido

  ma * Cea * ( Tf - 20ºC ) = - ms * CeFe* ( Tf - 220ºC )

  25000 g * 1 cal/gºC * ( Tf -20 C ) = - 1500 g*0.5 cal/gºC * ( Tf -220ºC )

   25000 cal/ºC Tf + 750 cal/ºC Tf = 500000 cal + 165000 cal

                         Tf =25.82 ºC