Question

Sea un calorimetro de agua de capacidad termica 50 cal/g °C. Tomamos un pedazo de hierro con masa de 70g; lo calentamos en un reservorio lleno de vapo de agua en ebullición, lo introducimos seguidamente en el calorimetro que contiene 412g de agua a la temperatura de 12,4°C, Sabiendo que la temperatura final del sistema fue de 13,9°C. Determine el calor especifico del hierro.

Answer 1

1) Q = ce . m . (Tf - To) 

2) Q = ct . (Tf - To) (recuerda que la capacidad térmica es el producto del calor específico por la masa) 

3) En todo problema de equilibrio térmico (como éste) la suma de los calores de cada cuerpo que interviene debe dar 0 (si no habría pérdidas caloríficas) 
En nuestro caso Qagua + Qcalorímetro + Q hierro = 0cal 

Recuerda además que como el agua ebulle a 100°C, la temperatura inicial del hierro será esa. Y también que el calor específico del agua es 1cal/g°C 

Por último, el agua y el calorimetro siempre están a la misma Temperatura por estar el agua contenida en él todo el tiempo 


Ahora sí, podemos reemplazar en las fórmulas 

Qagua + Qcalorimetro + Qhierro = 0cal 

ce . m . (Tf - To) + ct . (Tf -To) + ce . m . (Tf - To) = 0cal 

1cal/g°C . 412g . (13,9°C - 12,4°C) + 50cal/g . (13,9°C - 12,4°C) + ce . 70g . (13,9°C - 100°C) = 0cal 
618cal + 75cal + ce . (-6027g°C) = 0cal 
693cal + ce . (-6027g°C) = 0cal 
ce . (-6027g°C) = -693cal 
ce = -693cal / -6027g°C 
ce = 0,115cal/g°C