Question

En un calorímetro con 500 g de agua a 18 °C se introducen 150 g de cobre a 100 °C. Si la temperatura final es de 20,2 °C, ¿cuál es el calor específico del cobre?

Answer 1

Explicación:

Datos:

m1 = 500 g (agua) = 0,50 kg

ti1 = 18 °C

m2 = 150 g (cobre) = 0,15 kg

ti2 = 100 °C

tf = 20,2 °C

ce1 = 1 kcal/kg·°C (agua)

Fórmulas:

Q = ce·m·(tf - ti) (1)

Solución

En el equilibrio térmico la temperatura final de la mezcla obviamente es única:

tf1 = tf2 = tf

Para resolver el problema planteamos las ecuaciones de cantidad de calor (Q) para cada componente:

Q1 = ce1·m1·(tf1 - ti1) (3) para el agua.

Q2 = ce2·m2·(tf2 - ti2) (4) para el cobre

Debemos tener en cuenta que la temperatura final del cobre es menor que su temperatura inicial, por lo tanto:

Q1 = ce1·m1·(tf - ti1) (3) para el agua.

Q2 = ce2·m2·(ti2 - tf) (4) para el cobre

Planteamos el equilibrio:

Q1 = Q2

ce1·m1·(tf - ti1) = ce2·m2·(ti2 - tf)

Despejamos el calor específico del cobre (ce2):

ce1·m1·(tf - ti1)/m2·(ti2 - tf) = ce2

ce2 = ce1·m1·(tf - ti1)/m2·(ti2 - tf)

Reemplazamos por los datos:

ce2 = [(1 kcal/kg·°C)·0,50 kg·(20,2 °C - 18 °C)]/[0,15 kg·(100 °C - 20,2 °C)]

Hacemos las cuentas:

ce2 = (0,5 kcal/°C)·2,2 °C/(0,15 kg·79,8 °C)

ce2 = 1,1 kcal/11,97 kg·°C

Respuesta=0,0912k cal/kg°c

Answer 2

Se calcula el calor específico del cobre, al poner en contacto determinada masa de cobre con agua, a diferentes temperaturas y midiendo la temperatura de equilibrio. El resultado obtenido es: calor específico del Cobre = 0,092 cal / g °C.

¿Cómo se calcula el calor específico del cobre?

Al poner en contacto el cobre y el agua, se transfiere calor del metal al agua, hasta que se alcanza la temperatura de equilibrio.

El calor cedido por el metal es igual al calor ganado por el agua.

Calor cedido ( Q₂) = Calor absorbido ( Q₁ )

Q = m × Ce × ΔT

m =masa

Ce = calor específico

ΔT = Temperatura final - Temperatura inicial

Calor absorbido por el agua:

Q₁  = 500 g × ( 1 cal / g °C ) × ( 20,2 °C - 18 °C )

Q₁ = 1100 cal

Calor cedido por el cobre:

Q₂  = 150 g × Ce × ( 20,2 - 100 )

Q₁  =  Q₂

1100 cal = 150 g × Ce × ( 100 - 20,2 ) °C

Ce = 0,092 cal / g °C

El calor específico del cobre es 0,092 cal / g °C.

Para consultar otros ejercicios relacionados a Calorimetría:

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