Question

Un cubo de cobre con una masa

mc = 75g se coloca en un horno a una tem-
peratura de To = 312oC, hasta que alcanza su

equilibrio t ́ermico. Despu ́es se deja caer r ́apida-
mente en una jarra aislada que contiene agua

de masa m = 220g. La capacidad calor ́ıfica de
la jarra es Cj = 190J/K. Al inicio el agua y
la jarra tienen una temperatura de Ti = 12.0
oC.
¿Cu ́al es la temperatura final de equilibrio Tf del
sistema formado por cobre+agua+jarra?

De los datos del anterior problema
encuentre el valor para el calor (Q) del agua.

Answer 1

Estamos en presencia de un problema de Calorimetria, donde los elementos alcanzan el equilibrio térmico, esto implica la siguiente relación:

-Qcedido = Qabsorbido

El cubo de cobre (Cp = 387 J/kg°C ) tiene un temperatura elevada, por ende este sera quien ceda el calor

La ecuación para calcular el calor es:

Q = mCp (Tf -Ti)

Aplicamos la relación para equilibrio

Cp agua = 4180J/kg°C

-(0.075kg * 387 J/kg°C * (Tf - 312°C) = 0.22kg (Tf - 12°C ) (4180 + 190)J/kg°C

Despejamos Tf

-29.025J/°|C*Tf+9050J = 961.4J/°CTf - 11536.8J

-990.425J/°C Tf = -20586.8J

Tf = 20.79 °C

Espero haber ayudado :)