CTII Cálculo temperatura final tras absorción de calor

1. Cálculos con el calor
transmitido por cambios
de temperatura (II)
Departamento de Física y Química
IEDA

Licenciado bajo CC BY

2. ¿Qué temperatura alcanzan
100 gramos de agua a 15ºC
al absorber 1804 Julios de
calor?

Dato: Calor específico del agua líquida=4180 J/kg·ºC

3. Usaremos la expresión que
nos da el calor cedido o
absorbido por un cambio de
temperatura:

Q=m·c
e
·(T
f
-T
i
)
Para aumentos de temperatura Q es positivo y para disminuciones, negativo.

4. Los datos que tenemos
son:

Q=1804J
m=100g
c
e
=4180 J/kg·ºC
Tf=¿?
Ti=15ºC

5. Observamos que el calor
específico está expresado
en Julios partido de
kilogramo y ºC y la masa
está en gramos.
Es necesario poner ambos
datos en la misma unidad.

6. Lo más fácil es convertir la
masa a kilogramos...




m= 100g·
1000 g
1 kg
= 0.1 kg

7. Ahora ya podemos sustituir
en la expresión del calor:

Q=m·c
e
·(T
f
-T
i
)

1804=0.1·4180·(T
f
-15)

8. En este caso, no es posible
resolver el paréntesis
porque no conocemos la T
f
.

1804=0.1·4180·(T
f
-15)

9. Por lo tanto, en primer lugar
multiplicamos en el
segundo miembro:

1804=0.1·4180·(T
f
-15)
1804=418·(T
f
-15)

10. Pretendemos descubrir el
valor de la temperatura
final, por eso vamos a dejar
sola la Tf en el segundo
miembro de la ecuación.

1804=418·(T
f
-15)

11. Para eso tenemos que
pasar dividiendo el 418 al
primer miembro porque
está multiplicando en el
segundo.

1804=418·(T
f
-15)

1804:418=(T
f
-15)

12. 1804
418
418·(T
f
-15)
=
418
O, si quieres, para eliminar
el 418 del segundo
miembro debemos dividir
ambos miembros por 418.

13. De un modo u otro, el
resultado es el mismo.

1804
418
418·(T
f
-15)
=
418
4.32=(T
f
-15)
4.32=T
f
-15

14. Ya podemos quitar los
paréntesis sin problema.

4.32=T
f
-15

4.32=(T
f
-15)

15. Y despejar la T
f
, pasando el
15 sumando al primer
miembro…

4.32=T
f
-15
4.32+15=T
f

16. O si quieres, sumando 15
en ambos miembros…

4.32=T
f
-15
4.32+15=T
f
-15+15

17. De ambas formas el
resultado es el mismo...

T
f
=19.32ºC

18. Por lo tanto...

T
f
= 19.32ºC

19. ¿Qué temperatura alcanzan
100 gramos de agua a 15ºC
al absorber 1804 Julios de
calor?

Dato: Calor específico del agua líquida=4180 J/kg·ºC

20. La temperatura final es de
19.32ºC.