Temperatura de una llama GIA
De Laplace
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| - | 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 <math>18.0 </math> a <math>40.0\,\mathrm{^oC}</math>. ¿Cuál es la temperatura de la llama? | + | 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 <math>18.0\,\mathrm{^oC} </math> a <math>40.0\,\mathrm{^oC}</math>. ¿Cuál es la temperatura de la llama? |
Datos: capacidad calorífica del calorímetro, <math>20.0\,\mathrm{cal/^oC}</math>; calor específico del hierro, <math>c_{Fe}=0.11\,\mathrm{cal/g\ {}^oC}</math>; calor específico del agua líquida, <math>c_a=1.00\,\mathrm{cal/g\ {}^oC}</math>. | Datos: capacidad calorífica del calorímetro, <math>20.0\,\mathrm{cal/^oC}</math>; calor específico del hierro, <math>c_{Fe}=0.11\,\mathrm{cal/g\ {}^oC}</math>; calor específico del agua líquida, <math>c_a=1.00\,\mathrm{cal/g\ {}^oC}</math>. | ||
última version al 11:37 11 jun 2012
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 TFe 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 Ta a la temperatura de equilibrio Teq. 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
QFe + Qa + Qc = 0
De aquí despejamos la temperatura de la llama, que es la temperatura inicial del hierro.
