Question

Si 100 g de agua a 100 grados centígrados se vierten dentro de una taza de aluminio de 20 g que contiene 50 g de agua a 20 grados centígrados, ¿cuál es la temperatura de equilibrio del sistema?

Answer 1

RESPUESTA: 71.85 °C

ANÁLISIS

Debemos aplicar el principio de conservación, donde:

Qganado (lo gana el aluminio y el agua que contiene) = Qperdido (por el agua)

Donde: Q = m · ce · ΔT
Q (calor), m (masa), ce (calor especifico), ΔT (variación de temperatura)

Por datos tenemos que:

Qal + Qag = Qagua

20g × 0.215 cal/g °C × (Tf - 20)°C + 50 g × 1  cal/g °C × (Tf - 20)°C = 100g × 1 cal/g °C × (100 - Tf)°C

4.3 cal/°C × (Tf - 20)°C + 50 cal/°C × (Tf - 20)°C = 100 cal/°C × (100 - Tf)°C

En este punto trabajaremos sin unidades para facilitar los cálculos:

4.3 Tf - 86 + 50 Tf - 1000 = 10000 - 100Tf, agrupamos

(4.3 + 50 + 100) Tf  = 10000 + 1000 + 86

154.3 Tf = 11086

Tf = 11086/154.3

Tf = 71.85 °C → TEMPERATURA DE EQUILIBRIO