Question

Dos frascos de vidrio se instalan como muestra la figura: el más pequeño
dentro del más grande. En el frasco pequeño se vacían 1000 g de agua
caliente, inicialmente a 80 °C, y en el frasco grande se vacían 2000 g de
agua fría, inicialmente a 15 °C. Mediante termómetros idénticos se mide
la temperatura del agua en ambos frascos. El siguiente gráfico muestra
las temperaturas del agua en ambos frascos, en función del tiempo.
A) 20000 cal
B) 30000 cal
C) 50000 cal
D) 80000 cal
E) 195000 cal

#PSU

Answer 1

Dos frascos de vidrio se instalan como muestra la figura. El calor se transfiere al ponerse en contacto dos cuerpos con distintas temperaturas hasta alcanzar un equilibrio. En esta situacion hay una transferencia de calor del fraco pequeño al grande.

Para calcular  la cantidad de calor traspasado al ambiente, se debe determinar el calor cedido del frasco pequeño y el calor absorbido por el agua del frasco grande.

El calor cedido por el agua del frasco pequeño se calcula a través de la ecuación:

$Q=m*c*ΔT$

donde

• Q es el calor cedido,
• m es la masa de agua contenida en el frasco,
• c es el calor especifico del  agua
• ∆T es la diferencia entre la temperatura final y la inicial del agua.

En el caso del frasco pequeño, el agua tenía inicialmente una temperatura de 80 °C y al transferir energia alcanza una temperatura de 30ºC. Entonces:

Qcedido=1000g*1(cal/gºc)*(50ºC)=50000 cal

El frasco grande pasa de 15ºC a 30ºC entonces:

Qagua=2000g*1(cal/gºc)*(15ºC)=30000 cal

De las 50000 calorías cedidas por el agua del frasco pequeño, solo 30000 calorías fueron absorbidas por el agua del frasco grande, lo que implica que el resto de la energía fue absorbida por el ambiente.

Qambiente=Qcedido-Qagua=50000cal-30000cal=20000cal

La respuesta correcta es la opciòn A