¿Que tengo que tener en cuenta si quiero intercambiar la misma cantidad de calor
en dos cuerpos del mismo material?
Le doy corona al que me de una buena respuesta
Respuestas
Respuesta:
1) a) Si dos cuerpos de igual masa, uno de cobre y otro de hierro, ambos a la misma temperatura inicial, reciben la misma cantidad de calor, ¿cuál de los dos alcanzará una temperatura mayor?, ¿por qué?
b) Dos cuerpos de igual material y distinta masa se introducen, con temperaturas iniciales diferentes, en un recipiente adiabático de capacidad calorífica despreciable hasta que alcanzan el equilibrio térmico, ¿cuál de los dos experimenta mayor variación en su temperatura? ¿Qué suposición hay que hacer para responder esta pregunta?
¿Dos ejercicios al mismo precio que uno? OK... ya nos vamos acostumbrando. No problem. Empecemos por el primero.
Este es bien sencillito. Dos cuerpos de igual masa, misma cantidad de calor, misma temperatura inicial... si no elevan su temperatura en la misma cantidad, ha de ser que tienen una capacidad calórica diferente. Miremos la expresión de calorimetría expresada para ambos cuerpos:
Q = m . cFe . ΔTFe
Q = m . cCu . ΔTCu
Parece claro que para que haya igualdad (de calor y masa) el que tenga un calor específico menor deberá obtener una variación de temperatura mayor. O, lo que es lo mismo el que tenga un calor específico mayor, tendrá una variación de temperatura menor.
Como el calor específico del hierro es mayor que el del cobre, cFe > cCu (se trata de valores que en este ejercicio debés considerar como dato, y que los tenés acá).
ΔTCu > ΔTFe
Vamos al segundo ejercicio. te repito el enunciado:
b) Dos cuerpos de igual material y distinta masa se introducen, con temperaturas iniciales diferentes, en un recipiente adiabático de capacidad calorífica despreciable hasta que alcanzan el equilibrio térmico, ¿cuál de los dos experimenta mayor variación en su temperatura? ¿Qué suposición hay que hacer para responder esta pregunta?
Casi casi que se repite la historia. Porque como estando adentro de un calorímetro sólo pueden intercambiar calor entre sí, el calor que reciba un cuerpo será igual al que pierda el otro, la misma cantidad de calor. En este caso los calores específicos son iguales ya que ambos cuerpos están hechos del mismo material...
Q = m1 . c . ΔT1
Q = m2 . c . ΔT2
Antes de sacar conclusiones algebraicas debo hacerte una confesión. En realidad debería haberle colocado un signo menos al calor del cuerpo que cede (el que inicialmente estaba a mayor temperatura), pero como ese cuerpo ha de enfriarse, también tendrá un signo menos su variación de temperatura. Ambos signos se cancelan y las ecuaciones quedan como te las escribí ahí arriba.
Nuevamente, podés ver que masa y variación de temperatura son magnitudes inversamente proporcionales... el cuerpo que tenga mayor masa tendrá una menor variación de temperatura... y viceversa. Respondiendo la pregunta:
el de menor masa
Si te cuesta comprender las proporcionalidades directas e inversas, podés fabricarte sencillos ejemplos numéricos y simular variaciones de la magnitud que quieras para ver cómo varía la otra (sólo podés jugar con 2 magnitudes a la vez).
Desafío: Te queda para vos responder la última pregunta del segundo ejercicio. La respuesta es sencilla, pero yo te agrego otra: ¿No tendrían que habernos hecho la misma advertencia para el primer ejercicio?