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Hola, cómo andan? Después de un tiempo retomé mis estudios de física y tengo un inconveniente con el inciso c del siguiente problema, sacado de "Física Universitaria":
Un trozo de 500.0 g de un metal desconocido, que ha estado en agua hirviente durante varios minutos, se deja caer rápidamente en un vaso de espuma de poliestireno, que contiene 1.00 kg de agua a temperatura ambiente (20.0 °C). Después de esperar y agitar suavemente durante 5.00 minutos, se observa que la temperatura del agua ha alcanzado un valor constante de 22.0 °C. a) Suponiendo que el vaso absorbe una cantidad despreciable de calor y que no se pierde calor al entorno, ¿qué calor específico tiene el metal? b) ¿Qué es más útil para almacenar calor, este metal o un peso igual de agua? Explique su respuesta. c) Suponga que el calor absorbido por el vaso no es despreciable. ¿Qué tipo de error tendría el calor específico calculado en el inciso a) (sería demasiado grande, demasiado pequeño o correcto)? Explique su respuesta.
El inciso a) es sencillo. Muestro resumidamente lo que hice porque me sirve para el inciso c). El metal inicia a 100ºC (el agua estaba hirviendo). Como la temperatura del agua es constante al final, el sistema agua/metal esta en equilibrio. Por lo tanto:
donde los subíndices a y m son el agua y el metal, respectivamente. Reacomodando:
Con los datos, esto da un valor de
Para el inciso c, lo que yo pensé es si el calor absorbido por el vaso no es despreciable, parte de la temperatura pasa al vaso, por lo que el equilibrio del sistema no se da a los 22ºC, sino un poco más bajo (supongamos 21ºC). Pero entonces la fracción es un número más chico y también debería serlo.
Sin embargo, el solucionario del libro dice lo siguiente (lo copio en inglés, por si entendí algo mal y lo traduzco):
If some heat went into the styrofoam then metal should actually be larger than in part (a), so the true metal is larger than we calculated; the value we calculated would be smaller than the true value.
Traducido: Si parte del calor pasa a la espuma de poliestireno, entonces el metal debería ser más grande que en la parte (a), asique el verdadero es más largo que el calculado; el valor que calculamos sería más chico que el valor real.
Si no entendí mal, el valor que obtendríamos al no despreciar el calor absorbido es más grande, lo contrario a lo que yo pensé. Entiendo por qué tiene que ser más grande (mayor diferencia de temperatura), pero no la conclusión.
Si alguien me puede explicar en qué le estoy pifiando, se lo agradezco.
Abrazo a toda la comunidad
Un trozo de 500.0 g de un metal desconocido, que ha estado en agua hirviente durante varios minutos, se deja caer rápidamente en un vaso de espuma de poliestireno, que contiene 1.00 kg de agua a temperatura ambiente (20.0 °C). Después de esperar y agitar suavemente durante 5.00 minutos, se observa que la temperatura del agua ha alcanzado un valor constante de 22.0 °C. a) Suponiendo que el vaso absorbe una cantidad despreciable de calor y que no se pierde calor al entorno, ¿qué calor específico tiene el metal? b) ¿Qué es más útil para almacenar calor, este metal o un peso igual de agua? Explique su respuesta. c) Suponga que el calor absorbido por el vaso no es despreciable. ¿Qué tipo de error tendría el calor específico calculado en el inciso a) (sería demasiado grande, demasiado pequeño o correcto)? Explique su respuesta.
El inciso a) es sencillo. Muestro resumidamente lo que hice porque me sirve para el inciso c). El metal inicia a 100ºC (el agua estaba hirviendo). Como la temperatura del agua es constante al final, el sistema agua/metal esta en equilibrio. Por lo tanto:
donde los subíndices a y m son el agua y el metal, respectivamente. Reacomodando:
Con los datos, esto da un valor de
Para el inciso c, lo que yo pensé es si el calor absorbido por el vaso no es despreciable, parte de la temperatura pasa al vaso, por lo que el equilibrio del sistema no se da a los 22ºC, sino un poco más bajo (supongamos 21ºC). Pero entonces la fracción es un número más chico y también debería serlo.
Sin embargo, el solucionario del libro dice lo siguiente (lo copio en inglés, por si entendí algo mal y lo traduzco):
If some heat went into the styrofoam then metal should actually be larger than in part (a), so the true metal is larger than we calculated; the value we calculated would be smaller than the true value.
Traducido: Si parte del calor pasa a la espuma de poliestireno, entonces el metal debería ser más grande que en la parte (a), asique el verdadero es más largo que el calculado; el valor que calculamos sería más chico que el valor real.
Si no entendí mal, el valor que obtendríamos al no despreciar el calor absorbido es más grande, lo contrario a lo que yo pensé. Entiendo por qué tiene que ser más grande (mayor diferencia de temperatura), pero no la conclusión.
Si alguien me puede explicar en qué le estoy pifiando, se lo agradezco.
Abrazo a toda la comunidad
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