Question

Una pieza de plata de 1.3 kg es calentada a 650℃ y luego colocada en un recipiente de aluminio de 4.5 kg que contiene 6.2 kg de agua que está inicialmente a 20℃. El calor específico de la plata es de 236 J/kg∙K, el del aluminio 900 J/kg∙K, y el del agua 3.9 kJ/kg∙K.
A) ¿Cuál es la temperatura cuando se alcanza el equilibrio térmico?
B) ¿Cuánto calor perdió la plata?
C) ¿Cuánto calor ganó el aluminio?
D) ¿Cuánto calor ganó el agua?

Answer 1

La températura de equilibrio del sistema es

300K = 27°C

El calor de cada uno de los materiales es

Plata ⇒ Qplata = -191.1364 kJ

Aluminio ⇒ Qaluminio = 28.35 kJ

Agua ⇒ Qagua = 169.26 kJ

Explicación:

Par determinar la temperatura de equilibrio se deben igualar el calor cedido y el calor absorbido

Qabs = -Qced

Datos de materiales

• CpPlata = 236 J/kgK
• CpAluminio = 900 J/kgK
• CpAgua = 3900 J/kgK

Q = mCp(Tf -To)

4.5kg*900J/kgK(Tf - 293K) + 6.2kg*3900J/kgK(Tf - 293K) = -1.3kg*236J/kgK(Tf - 923K)

Tf ( 4.5*900 + 6.2*3900 + 1.3*236) = (4.5*900*293)+(6.2*3900*293)-(-1.3*236*923)

Tf = [(4.5*900*293)+(6.2*3900*293)+(1.3*236*923)/( 4.5*900 + 6.2*3900 + 1.3*236)]

Tf = 299.8K = 300K = 27°C Temperatura de quilibrio

Qplata = 1.3kg*236J/kgK (300K - 923K)

Qplata = -191.1364 kJ

Qaluminio = 4.5kg*900J/kgK (300K - 293K)

Qaluminio = 28.35 kJ

Qagua = 6.2kg*3900J/kgK (300K - 293K)

Qagua = 169.26 kJ