Question

El calor específico es la cantidad de calor que se necesita para elevar un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia, se denota por las letras Ce según la siguiente expresión: Ce=Q/mdT Donde, Q= Calor transferido desde o hacia el cuerpo. (Si Q es positivo, la pieza ha ganado energía en forma de calor; si Q es negativo, la pieza ha perdido o cedido energía como calor) m=masa del cuerpo dT= Variación de la temperatura Una pieza de plomo de 20 kg que se encuentra a 373° Kelvin se deja enfriar en una habitación hasta 298°Kelvin.
a. Calcular el calor intercambiado por la pieza si el calor específico es de 130Julios/Kg. Kelvin
b. Si el calor intercambiado por la pieza de plomo es de 150000 Joule, Determine la temperatura inicial si al final la pieza resultó en 260°Kelvin

Answer 1

Para la pieza de plomo que se  deja enfriar en una habitación:

a. El calor intercambiado por la pieza es 195 kJ

b. La temperatura inicial de la pieza es 317.69 K

Explicación:

El calor transferido se puede determinar mediante la siguiente ecuación:

Q= mCeΔT

Dónde:

m= masa

Ce= calor específico

ΔT= variación de la temperatura

a.

Para Ce= 130 J/kg K

Q= mCe(T₂ - T₁)

Q= (20 kg)(130 J/kg K)(298 - 373)K

Q= - 195000 J= -190 kJ

El signo negativo indica que la pieza ha cedido o perdido energía (proceso de enfriamiento)

b.

T₂= 260 K

Cómo es un proceso de enfriamiento:

Q= -150000 J

Despejando:

(T₂ - T₁)=Q/mCe

T₁= T₂ - Q/mCe

Reemplazando:

T₁= 260 K - (-150000 J)/(20 kg)(130 J/kg K))

T₁= 317.69 K