Question

Se realiza una experiencia similar a la del Equivalente Mecánico del Calor de Joule. Dentro del recipiente adiabático se colocan 1500.000 mm3 de agua. Al sistema se le colocan dos pesas de 9 kg que se encuentran a 30 cm de altura. Calcule cuántas veces deberán caer como mínimo las pesas para elevar la temperatura desde 290 K a 293 K.

Answer 1

Las pesas deben caer, como mínimo, 712 veces para lograr elevar la temperatura de los 1500000 mm³ de agua desde 290 K hasta 293 K.

Explicación:

Inicialmente calculamos cuánta energía se necesita para llevar 1500000 mm³ desde 290 K a 293 J, entonces:

Q = m·cp·ΔT

Q = (1.5 kg)·(4186 J/kg·K)·(293 - 290)K

Q = 18837 J

Ahora, la energía mecánica que recibirá el agua por las pesa será:

Ep = m·g·h

Ep = (9 kg)·(9.8 m/s²)·(0.30 cm)

Ep = 26.46 J

Ahora, relacionamos el calor con la energía potencial:

R = 18837 J / 26.46 J

R = 711.90

Entonces, las pesas deben caer, como mínimo, 712 veces para lograr elevar la temperatura de los 1500000 mm³ desde 290 K hasta 293 K.

Nota: 1500000 mm³ equivalen a 0.0015 m³ de agua, y esto son 1.5 kg de agua.