Calor Específico |Termodinámica| Ejercicio - Salvador FI

Salvador FI Facultad de Ingeniería

15 Jul 202007:25

Summary

TLDREn este video, se resuelve un ejercicio práctico de termodinámica relacionado con la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un sistema compuesto por una tetera de aluminio y agua. A través de una explicación detallada, se calculan los calores requeridos para calentar tanto el aluminio como el agua, utilizando la fórmula del calor específico. El resultado final muestra que se requieren 578.5 kJ para llevar el sistema de 20°C a 85°C. El video proporciona un análisis claro y accesible, ideal para estudiantes de física e ingeniería.

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Q & A

¿Qué es lo que se busca calcular en este ejercicio de termodinámica?
-En este ejercicio, se busca calcular la cantidad de calor que debe ser agregado a un sistema compuesto por una tetera de aluminio y agua para elevar su temperatura de 20°C a 85°C.
¿Qué unidades se utilizan para medir la cantidad de calor en este ejercicio?
-La cantidad de calor se mide en julios (J), aunque al final se expresa en kilojulios (kJ) para mayor claridad.
¿Cuál es la ecuación principal que se utiliza para calcular el calor en este ejercicio?
-La ecuación utilizada es Q = m * Cp * ΔT, donde Q es el calor agregado, m es la masa de la sustancia, Cp es el calor específico a presión constante, y ΔT es el cambio de temperatura.
¿Por qué se puede usar la diferencia de temperatura en grados Celsius para calcular el calor si se trabaja con grados Kelvin en las unidades?
-La diferencia de temperatura en grados Celsius y grados Kelvin es la misma, por lo que es válido utilizar cualquiera de las dos escalas para calcular el calor, ya que solo se necesita la diferencia, no el valor absoluto de la temperatura.
¿Qué valores se necesitan para resolver el problema de calor?
-Se necesitan los valores de masa, calor específico y la diferencia de temperatura para el aluminio y el agua. Estos valores son: masa del aluminio (1.5 kg), masa del agua (1.8 kg), calor específico del aluminio (910 J/kg·K), calor específico del agua (4.186 J/kg·K), y la diferencia de temperatura (65°C o 65 K).
¿Cuál es el calor específico del aluminio y del agua, y por qué son importantes?
-El calor específico del aluminio es 910 J/kg·K, y el del agua es 4.186 J/kg·K. Son importantes porque determinan la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de cada sustancia en particular, dado que diferentes materiales requieren diferentes cantidades de energía para cambiar su temperatura.
¿Cómo se realiza el cálculo del calor para el aluminio?
-Para calcular el calor necesario para elevar la temperatura del aluminio, se multiplica su masa (1.5 kg) por su calor específico (910 J/kg·K) y por la diferencia de temperatura (65 K), obteniendo un valor de 88,725 J o 88.7 kJ.
¿Por qué el calor necesario para calentar el agua es mucho mayor que para el aluminio?
-El calor necesario para calentar el agua es mayor porque el calor específico del agua (4.186 J/kg·K) es mucho más alto que el del aluminio (910 J/kg·K). Esto significa que el agua requiere más energía para cambiar su temperatura que el aluminio.
¿Cómo se obtiene el valor final del calor total necesario para el sistema?
-El calor total necesario para el sistema se obtiene sumando el calor necesario para el aluminio (88.7 kJ) y el calor necesario para el agua (489.8 kJ), lo que da un total de 578.5 kJ.
¿Por qué se expresa el resultado final en kilojulios en lugar de julios?
-El resultado se expresa en kilojulios (kJ) para hacer el número más comprensible y manejable, ya que los valores en julios son bastante grandes. Se convierte a kJ moviendo el punto decimal tres lugares hacia la izquierda.