Transformación de energía potencial gravitatoria en calor
De Laplace
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Revisión de 21:52 11 may 2010
Aquí tenemos una situación en que la energía mecánica se transforma en calor. Cuando el bloque está a una altura h sobre el suelo, tiene energía potencial gravitatoria. Al comenzar a caer esa energía potencial se va transformando en energía cinética. Y cuando choca con el suelo, una fracción λ de la energía cinética que tiene en el momento del impacto se transforma en calor absorbible por el hielo. Como éste esta a una temperatura de 0oC, este calor absorbido se invierte en derretir una parte de la masa de hielo.
Vamos a llamar h a la altura inicial del bloque de hielo, m a su masa y g a la aceleración de la gravedad. En el momento de impactar con el suelo su energía cinética es
Ec = mgh
Si se absorbe una fracción λ de esa energía en forma de calor tenemos
Q = λmgh
La masa de hielo que se funde es
donde Lf es la entalpía de fusión del hielo a 1 atmósfera de presión. Entonces la fracción de masa derretida es
Utilizando los datos del problema (, λ = 0.02) y el valor
obtenemos