Question

Un clavo que se clava en una tabla sufre un aumento de temperatura. Si suponemos
que el 60% de la energía cinética de un martillo de 1,80 kg que se mueve a 7,80 m/s
se transforma en calor que fluye hacia el clavo y no sale de él, ¿cuánto aumentará la
temperatura de un clavo de aluminio de 8,00 g golpeado 10 veces?

Answer 1

RESOLUCIÓN.

La ecuación de la energía cinética es:

Ec = m*V²/2

Dónde:

Ec es la energía cinética.

m es la masa.

V es la velocidad.

De acuerdo al enunciado los datos son:

m = 1,8 kg

V = 7,8 m/s

Sustituyendo los datos en la ecuación:

Ec = 1,8*(7,8)²/2

Ec = 54,756 J

La energía cinética del martillo es de 54,756 J.

Teniendo en cuenta que el 60% de la energía se transforma en calor. La cantidad de calor es:

Q = 0,6*Ec = 0,6*54,756 = 32,854 J

Como el martillo golpeo 10 veces al clavo se tiene que el total del calor es:

Qt = 10*Q = 10*32,854 = 328,54 J

El calor específico del aluminio es de:

C = 886 J/kg*ºC

La ecuación del calor específico es:

C = Qt/m*ΔT

Datos:

C = 886 J/kg*ºC

Qt = 328,54 J

m = 8 g = 0,008 kg

Sustituyendo:

886 = 328,54/0,008*ΔT

ΔT = 46,35 ºC

La temperatura del clavo aumento 46,35 ºC.