Question

una pieza de hierro de199 gramos esta sumergido en agua. el conjunto ocupa un volumen de 1L y se encuentra en 20 grados centigrados. halla la temperatura final del sistema si se aportan 9.160J con una fuente de calor.
(Densidad del hierro: d = 7.96g/cm3; calor especifico c= 443J*KG-1*K-1

Answer 1

  La temperatura final del sistema después de aportar la cantidad de calor proporcionada es T2 =  16 °C.

La temperatura final del sistema se calcula mediante la aplicación de la s ecuación de calor :

     Q = m*Cp *(T2 - T1)

Se calcula la masa del sistema

V = V1 + V2 = m1/d1 + m2/d2 = 1L* 1m³/1000L = 0,001m³

d2 = 0,9982 g/ml * 1kg/1000g * 1000ml/1L * 1000L/ 1m³ = 998,2 kg/m³

d1 = 7,96 g/cm³ * 1kg/1000g * (100cm/1m)³ = 7960 kg/m³

m1 = 199g * 1kg/1000g = 0,199 kg

0,001m³ = 0,199 kg /7960 kg/m³  + m2 / 998,2 kg/m³

m2 = 0,973 kg

Al plantear el equilibrio térmico:

Q1 + Q2 = Q

0,199Kg*443J/kg.K(T2 - 293,15K) + 0,973 Kg * 4186J/kg.K(T2 - 293,15K)=9160J

T2 = 289.15 K

T2 = 295.35 ºK-273 = 16°C