Una bola de aluminio de 20 g y a 100 °C introduce en un calorimetro de cobre cuya masa 200 g y contiene 100 g de agua a 10 °C. calcula la temperatura final.
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Se calcula la temperatura final, al poner en contacto una bola de aluminio con agua, a diferentes temperaturas, en un calorímetro de cobre. El resultado obtenido es: 42,5 °C
¿Cómo se calcula la temperatura final?
Masa de la bola de aluminio = 20 g
Temperatura inicial de la bola de aluminio = 100 °C
masa del recipiente del calorímetro de Cobre = 200 g
masa de agua en el calorímetro = 100 g
Temperatura inicial del agua = 10 °C
El calor cedido por la bola de aluminio es igual al calor absorbido por el calorímetro y el agua, entonces:
- Q bola = Q calorímetro + Q agua
La cantidad de calor se calcula usando la ecuación:
Q = m × Ce × ΔT
Donde:
m =masa
Ce = calor específico
ΔT = Temperatura final - Temperatura inicial
Calor específico del agua = 1 cal / g °C
Calor específico del Cobre = 0,093 cal / g °C
Calor específico del Aluminio = 0,21 cal/ g °C
► Calor absorbido por el agua
Q₁ = 100 g × ( 1 cal / g °C ) × ( Tf °C - 10 °C )
Q₁ = 100 ( Tf - 10 )
► Calor absorbido por el calorímetro
Q₂ = 200 g × ( 0,093 cal / g °C ) × ( Tf °C - 10 °C )
Q₂ = 18,6 (Tf - 10 )
► Calor cedido por la bola de aluminio
Q = (20 g × 0,21 cal/ g °C × ( Tf - 100 ) °C)
Q = 4,2 (Tf - 100)
► Cálculo de temperatura final
Q₁ + Q₂ + Q = 0
100 ( Tf - 10 ) + 18,6 (Tf - 10 ) + 4,2 (Tf - 100) = 0
100 Tf - 1000 + 18,6 Tf - 186 + 4,2 Tf - 4200 = 0
122,8 Tf = 5218,6
Tf = 42,5 °C
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