Question

AYUDAA DOY CORONITA
¿Cuánto calor ( en al) será necesario proporcionar a un trozo de cobre de 500g para elevar su temperatura desde los 20 C hasta 90 C ( considera que para el cobre Ce = 0,1 cal/g C)

Answer 1

Respuesta:

de helio se utiliza para elevar una carga de 110 N. El peso de la cubierta

del globo es de 50 N y su volumen cuando está completamente hinchado es de 32 m3.

La temperatura del aire es de 0 °C y la presión atmosférica es de 1 atm. El globo se

infla con el gas helio suficiente para que la fuerza neta sobre él y su carga sea de 30 N.

Despreciar los cambios de temperatura con la altura.

a) ¿Cuántos moles de gas helio contiene el globo?

b) ¿A qué altura el globo estará completamente hinchado?

a) Por el principio de Arquímedes, el peso del volumen de aire desalojado por el globo de ser

igual al peso total (incluido el helio) del globo más la fuerza neta hacia arriba de 30 N:

110 N ൅ 50 N ൅ 30 N ൅ ߩ ݃ ௢௜௟௘௛ܸ௢௜௟௘௛ൌ ߩ ݃ ௘௥௜௔ܸ௘௥௜௔ሾ1ሿ

Pero por ser un gas ideal a baja densidad se cumple:

ܲ௔௧௠ܸ௛௘௟௜௢ ൌ ܴ݊ܶଶ଻ଷ ⟹ ܸ௛௘௟௜௢ ൌ ݊ ൉ ܴ ൉ 273

1 ൌ ݊ ൉ 0.082 ൈ 10ିଷ ൉ 273 mଷ ሾ2ሿ

donde se ha utilizado ߏ ൌ 1 atm y ܴ ൌ 0.082 atm ൉ L/mol ൉ K ൌ 0.082 ൈ 10ିଷ atm ൉ mଷ/mol ൉ K

Buscamos (p.e. en el Tipler Ed. 4ª Cap. 13):

ߩ ௢௜௟௘௛ൌ 0.1786 kg/mଷ ߩ ௘௥௜௔ൌ 1.293 kg/mଷ

Con la [1] y [2] calculamos:

190 ൅ 0.1786 ൉ ݊ ൉ 0.082 ൈ 10ିଷ ൉ 273 ൉ ݃ ൌ 1.293 ൉ ݊ ൉ 0.082 ൈ 10ିଷ ൉ 273 ൉ ݃

190 ൅ 0.0391 ൉ ݊ ൌ 0.283 ൉ ݊ ⟹ ݊ ൌ 779 moles

b) Vemos aplicando [2] que el volumen que ocupa el helio cuando el globo esta posado en el

suelo:

ܸ௛௘௟௜௢ ൌ 779 ൉ 0.082 ൉ 10ିଷ ൉ 273

1 ൌ 17.43 mଷ

Se debe cumplir, si T = constante (según el enunciado) que:

ܲ ܸ ൌ ܲᇱ

ܸᇱ ⟹ 1 ൉ 17.43 ൌ ܲᇱ ൉ 32 ⟹ ܲᇱ ൌ 0.5 atm

Según la figura 13.8 del Tipler Ed. 4ª esto corresponde a una altura de 5.5 km

aproximadamente, la presión del aire es la mitad del valor que tendría en la superficie del