Question

Una pieza de hierro de 199 g esta sumergido en agua. El conjunto ocupa un volumen de 1L y se encuentra en 20 grados centígrados. 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 debido al intercambio de calor es T2 = 295,35 K = 22.2°C

Explicación paso a paso:

Para calcular la temperatura final del sistema usamos la siguiente ecuación:

Q = mCp (T2 - T1)

Debemos calcular la masa del sistema

V = V1 + V2 = m1/ρ1 + m2/ρ2 = 1L* 1m³/1000L = 0,001m³

ρ2 = 0,9982 g/ml * 1kg/1000g * 1000ml/1L * 1000L/ 1m³ = 998,2 kg/m³

ρ1 = 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

Haciendo un equilibrio térmico:

Q1 + Q2 = Q

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

T2 = 295,35 K = 22.2°C