Temperatura de una llama GIA

De Laplace

1 Enunciado

Para averiguar la temperatura de una llama se calienta con ella un trozo de hierro de 200 g que, a continuación, se introduce en un calorímetro que contiene un litro de agua. Se observa que la temperatura de ésta aumenta de a . ¿Cuál es la temperatura de la llama?

Datos: capacidad calorífica del calorímetro, ; calor específico del hierro, ; calor específico del agua líquida, .

2 Solución

Al introducir el trozo de hierro en el calorímetro, como está a una temperatura mayor que el agua y el vaso, cede calor a éstos. El proceso continúa hasta que se alcanza una temperatura de equilibrio.

Hay tres sistemas que intercambiar calor: el trozo de hierro, el calorímetro y el agua. Veamos el calor que absorbe cada uno de ellos

Trozo de hierro: pasa de una temperatura T_Fe desconocida hasta la temperatura de equilibrio

Agua: Pasa de la temperatura inicial a la temperatura de equilibrio

La masa de agua es pues nos dicen que es un litro de agua.

Calorímetro: Pasa de la temperatura inicial T_a a la temperatura de equilibrio T_eq. El dato que nos dan es la capacidad calorífica del vaso.

Como el sistema formado por el hierro, el agua y el vaso está aislado, la suma de calores transferidos entre ellos debe ser cero

De aquí despejamos la temperatura de la llama, que es la temperatura inicial del hierro.