Question

un recipiente de cobre de 150 g contiene 220 g de agua ambos a 20°C. se deja caer al agua un cilindro de cobre muy caliente de 300 g, lo que hace que el agua hierva, y 5g se conviertan en vapor. la temperatura final del sistema es 100°C. descuidar las transferencias de energía en el medio ambiente.
a) cuanta energía (en calorías) se transfiere al agua como calor?
b) cuanta energía es transferida al tazón?
c) cual es la temperatura original del cilindro?

Answer 1

El agua recibió una energía térmica total de 20296 calorías, el tazón de cobre recibió a su vez 1118 calorías. Para aportar esta energía, el cilindro de cobre estaba inicialmente a 866°C.

Explicación:

El aporte de calor del cilindro caliente será tanto al agua como al recipiente y una parte de él se invierte para llevar el sistema a 100°C y otra para hacer hervir 5 gramos de agua.

a) La cantidad de energía transferida al agua es:

$Q_{agua}=C_{agua}.m_{agua}(T_f-T_i)+H_{agua}.m_{agua~herv}$

El segundo término solo afecta a la cantidad de agua vaporizada, queda:

$Q_{agua}=4186\frac{J}{Kg\°C}.0,22kg(100\°C-20\°C)+2,257\times 10^{6}\frac{J}{kg}.0,005kg\\\\Q_{agua}=84959J=20296cal$

b) La cantidad de calor que recibe el tazón por su parte es:

$Q_{taza}=C_{cu}.m_{Cu}.(T_f-T_i)=390\frac{J}.0,15kg{kg.\°C}(100\°C-20\°C)\\\\Q_{taza}=4680J=1118cal$

c) La suma de estos dos calores nos da la energía total que perdió el cilindro de cobre:

$Q_{c}=Q_{agua}+Q_{taza}=84959J+4680J=89639J$

Y el cambio de temperatura que sufrió es:

$\Delta T=\frac{Q_c}{m_{c}.C_{Cu}}=\frac{89639}{0,3kg.390\frac{J}{kg\°C}}\\\\\Delta T=766\°C$

Si el cilindro, al igual que todo el sistema termina a 100°C, su temperatura inicial era:

$T_i=T_f+\Delta T=100\°C+766\°C=866\°C$

Answer 2

Respuesta:

que proceso termodinámico es?