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)

P =	E	(3)
	t

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:

cₑ =	P·t
	m·(t°_f - t°ᵢ)

Reemplazamos por los datos y calculamos:

cₑ =	50 W·100 s
	0,53 kg·(293,77 K - 290,64 K)

cₑ =	5.000 J
	0,53 kg·3,13 K

cₑ =	5.000 J
	1,6589 kg·K

Resultado, el calor específico medio del líquido es:

cₑ = 3.014 J/kg·K

Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina

Ejemplo, cómo calcular la disipación del calor