Question

Una bola de plomo de 3gr. a 30°C es disparada a una rapidez de 240m/s en un gran bloque de hielo a 0°C en el que se queda incrustada. ¿ qué cantidad de hielo se derrite?

Answer 1

La cantidad de hielo que se derrite es 0.294 g.

Explicación:

El calor requerido por el hielo para cambiar de estado se determina mediante la ecuación:

Q= mLf

Dónde:

Lf= calor latente de fusión= 333 kJ/kg

Para la bola de plomo, su energía cinética se transforma en calor, el cual es absorbido por el hielo. Además, al enfriarse hasta 0°C, también cede calor, que puede determinarse como:

Q= mcΔT

Dónde:

c= calor específico del plomo= 128 J/Kg °C

ΔT= cambio de temperatura

Se tiene entonces:

(1/2)mbV² + mbcΔT = mhLf

Despejando:

mh= ((1/2)mbV² + mbcΔT) / Lf

Reemplazando:

mh= ((1/2)*(3 x 10⁻³ kg)*(240 m/s)² + (3 x 10⁻³ kg)*(128 J/Kg °C)*(30°C - 0°C)) / 333000 J/kg

mh= 2.94 x 10⁻⁴ kg= 0.294 g