Un estanque contiene 20 litros de agua ( = 20 [kg]) que inicialmente se encuentran a
temperatura ambiente ( = 20° [C]). Similar al experimento realizado por Joule, se conecta un
motor con aspas para elevar la temperatura del agua. Determine cuánto es el trabajo realizado
por el motor si es que la temperatura final del agua es de = 46° [C] asumiendo que no hay
pérdidas de ningún tipo.
Respuestas
Respuesta dada por:
5
Equivalente mecánico del calor
Joule demostro que existe una equivalencia entre el trabajo mecanico y el calor absorbido por un sistema, eso es,
Q = kW donde k = 4,18
o tambien
W = kQ donde k = 0,24
Entonces, el problema dice que hay un estanque con 20 kg de agua que se encuentra a una temperatura inicial de 20 °C. Sabemos que el calor absorbido por un sistema se define como Q = mcΔT donde m es la masa, c es el calor especifico y ΔT es el cambio de temperaturas; sabemos que el calor especifico del agua es c = 1 cal / g°C eso es equivalente a 4180 J / kg °C y nos dicen que la temperatura final es 46°C. Por lo tanto
Q = mcΔT
Q = (20 kg)(4180 J/kg°C)((46-20)°C)
Q = 2173600 J
el calor absorbido por el agua es de 2173600 J
entonces el trabajo es
W = kQ
k = 0,24
W = (0,24)(2173600) J
W = 521664 J
el trabajo mecánico es 521664 J
Joule demostro que existe una equivalencia entre el trabajo mecanico y el calor absorbido por un sistema, eso es,
Q = kW donde k = 4,18
o tambien
W = kQ donde k = 0,24
Entonces, el problema dice que hay un estanque con 20 kg de agua que se encuentra a una temperatura inicial de 20 °C. Sabemos que el calor absorbido por un sistema se define como Q = mcΔT donde m es la masa, c es el calor especifico y ΔT es el cambio de temperaturas; sabemos que el calor especifico del agua es c = 1 cal / g°C eso es equivalente a 4180 J / kg °C y nos dicen que la temperatura final es 46°C. Por lo tanto
Q = mcΔT
Q = (20 kg)(4180 J/kg°C)((46-20)°C)
Q = 2173600 J
el calor absorbido por el agua es de 2173600 J
entonces el trabajo es
W = kQ
k = 0,24
W = (0,24)(2173600) J
W = 521664 J
el trabajo mecánico es 521664 J
wlod:
Como o de donde se obtiene k=0,24
es el equivalente mecánico del calor, es un experimento que demostró Joule
Estimado tengo este dao erroneo, el calor especifico del agua es c = 1 cal / g°C eso es equivalente a 4190 pero en otros sitios tengo 4180... cual es el corrcto?
como determinas los 0,24, lo puedes desarrollar porque he buscado por todos lados ese dato y no lo puedo encontrar
Cual es la formula para que dé 2173600??
principalmente joule demostro que la equivalencia es decir la razon de proporcion entre el trabajo y el calor es 4,18 pero al transcurrir el tiempo se le fueron haciendo cambios a esa equivalencia que demostro joule y en fisica hoy en dia se dice que esa equivalencia es de 4,19 pero se puede usar cualquiera de los dos numeros, eso no afecta.
el 0,24 sale porque es el inverso de ese numero que demostro joule
y la formula para que salga 2173600 es la que te puse ahi, la del calor absorbido Q = mcΔT
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