Problema n° 8 de energía interna.

Problema n° 8) Se sumerge una resistencia eléctrica en un líquido y se disipa energía eléctrica durante 100 s a un ritmo constante de 50 W. La masa del líquido es de 530 g y su temperatura aumenta desde 17,64 °C hasta 20,77 °C. Hallar el calor específico medio del líquido en éste intervalo de temperaturas.

Desarrollo

Solución

Como no hay fuerzas aplicadas, no hay trabajo ni del medio sobre el sistema ni del sistema sobre el medio, por lo tanto la ecuación (1) queda:

Q + 0 = U

Siendo U la energía interna.

De la ecuación de potencia (3) despejamos la energía que será la energía interna U:

E = P·t = U

Por lo tanto queda:

Q = E

c_e·m·(t°_f - t°_i) = P·t

Despejamos el calor específico:

c_e = P·t/m·(t°_f - t°_i)

Reemplazamos por los datos y calculamos:

c_e = 50 W·100 s/[0,53 kg·(293,77 K - 290,64 K)]

c_e = 5.000 J/(0,53 kg·3,13 K)

c_e = 5.000 J/(1,6589 kg·K)

Resultado:

c_e = 3.014 J/kg·K