Problema nº 8 de energía interna, disipación del calor - TP01
Enunciado del ejercicio nº 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
Datos:
t = 100 s
P = 50 W
m = 530 g = 0,53 kg
t°ᵢ = 17,64 °C = 290,64 K
t°f = 20,77 °C = 293,77 K
Fórmulas:
Q + L = U (1)
Qₛ = m·cₑ·(t°f - t°ᵢ) (2)
(3)
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
m·cₑ·(t°f - t°ᵢ) = P·t
Despejamos el calor específico:
Reemplazamos por los datos y calculamos:
Resultado, el calor específico medio del líquido es:
cₑ = 3.014 J/kg·K
Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo calcular la disipación del calor