Question

en un calorimetro que contiene 800 g de agua a 7 c se sumerge una esfera de 100 g de cierto material que se encuentran a 100 c . si la temperatura de equilibrio es de 12 c , ¿ cual es el calor especifico del material investigado ? . ¿ cuanto calor ha cedido la esfera ?

Answer 1

Análisis y desarrollo:

Es un ejercicio de equilibrio térmico, con aumento de temperatura y calor específico.

Fórmula para calor cedido o absorbido:

Q = ce × m ×(tf - ti)

Donde:
Q: Calor cedido o ganado
ce: calor especifico
m: masa del cuerpo
(tf - ti): diferencial de temperatura

a) Calor especifico del material

 Ahora bien, el calorímetro no cede calor, por lo cual el calor que cede la esfera va a ser absorbido por el agua. En forma de ecuación:

Qesfera = Qagua

Despejamos el calor especifico de la fórmula:

ce(es) × m(es) × (tf - ti)$_{esfera}$ = ce(ag) × m(ag) × (tf - ti)$_{agua}$ 

Despejamos ce(es):

$ce(es)= \frac{ce(ag) * 800g * (tf - ti)}{m(es)*(tf-ti)}$

$ce(es)= \frac{1cal/gC * 800g * (12- 7)C}{100g*(100-12)C} =0.4545$cal/(g ºC)

b)  Calor cedido por la esfera

El calor cedido por la esfera es el que gana el agua, lo calculamos ya conociendo el calor especifico del material, entonces:

Q = 0.4545 cal/(g ºC) × 100g ×(12 - 100)°C

Q = 0.4545 cal/(g ºC) × 100g × -88°C

Q = - 4000 J

Hay que considerar que la esfera perdió calor (cedió), pasando de 100 a 12 °C