Anónimo
Alguien puede ayudarme en unos problemas de física
Tengo un par de problemas de física "energía y calor" para resolver, pero no logro encontrar las fórmulas, y mucho menos consigo encontrar una solución al problema, alguien podría ayudarme por favor D:¿? Los problemas son los sigiuentes:
Si mezclas 5,2 L de agua a 22 ºC, con 8,6 L de agua a 46 ºC, ¿cuál es la temperatura final de la mezcla?
Y el segundo.
Qué cantidad de energía se desprende por medio del calor, cuando 72 gramos de vapor de agua a 100 ºC se convierten en agua a 10 ºC.
1 respuesta
1)
Primero tienes que saber que se trata de transferencia de energía por lo que la energía absorbida sera igual a la energía cedida, claro asumiendo que no exista perdida de energía al medio ambiente, osea las mezclas están aisladas del exterior.
La formula de calor es:
Q=m*Ce*(Tf-To) donde:
m=masa en gramos
Ce=calor especifico cal·/g·C°
(Tf-To)= variación de la temperatura en celsius o kelvin que es lo mismo cuando se trata de variación.
Una ves aclarado sobre la formula resolvemos el ejercicio.
Tenemos dos mezclas de agua en estado liquido a temperaturas de 22 y 46 °c al ser mezclados esta claro que uno reducirá su temperatura y el otro aumentara la suya, llegando al equilibrio térmico. La temperatura de equilibrio sera "x" ---> 22<"x"<46
Qabsorbido = Qcedido
5200g*1 cal/(g·C)*(x-22) = 8600g*1 cal/(g·C)*(46-x)
resolviendo el sistema: x=36.95°c respuesta
2)
Qué cantidad de energía se desprende por medio del calor, cuando 72 gramos de vapor de agua a 100 ºC se convierten en agua a 10 ºC.
Solución:
Aquí observamos otro fenómeno, el agua esta en un estado inicial gaseoso o vapor, por lo que tendrá que pasar por un proceso de condensación que requerirá la perdida de cierta cantidad de energía calórica(Qgas/liquido) .Una ves el agua este en estado liquido solo tendrá que pasar por un proceso de cambio de temperatura desde 100°c a 10°c. (A esta ultima energía la llamaremos Q)
Entonces la energía que se desprende sera igual a:
Qdesprendido = Qgas/liquido + Q
Calculamos la primera energía desprendida:
Cuando un material cambia de fase requiere perder o ganar cierta energía que llamaremos energía de cambio de fase.
Qgas/liquido=m*Lc
donde:
m=masa (g)
Lc=Calor latente de la condensación del vapor (a 100°C) =540 cal/g.
entonces
Qgas/liquido=m*Lc
Qgas/liquido = 72*g*540cal/g=38880 cal
calculamos la energía de cambio de temperatura:
Q=m*Ce*(Tf-To)
Q=72*1*(100-10)=6480 cal
sumando las dos energías calóricas:
Qdesprendido = Qgas/liquido + Q
Qdesprendido= 38880 cal + 6480 cal =45360 cal respuesta.
Espero te sirva de ayuda, esta lo mas detallado que pude hacer.
Muchísimas gracias, la verdad es que me estaba comiendo la cabeza con este problema y no tenía la más mínima idea de cómo resolverlo. No solo me encantó la respuesta sino que logré comprenderlo sin problemas :) gracias de nuevo.