EJEMPLO DE CALOR CEDIDO Y ABSORBIDO

Dirección de Educación Virtual del IPN

19 Mar 202109:11

Summary

TLDREl guion del video muestra el proceso de calcular la temperatura final de una mezcla de agua. Se inicia con datos como la masa de agua a 60°C (200 gramos) y a 40°C (100 gramos), y el calor específico del agua, que es 1 cal/g°C. Se utiliza la fórmula del calor para establecer que el calor perdido por el agua caliente es igual al calor ganado por el agua fría. A través de álgebra, se resuelve la ecuación para encontrar la temperatura final de la mezcla, simplificando y manipulando las expresiones hasta obtener una ecuación sencilla que involucra la masa y la temperatura final desconocida.

Takeaways

🔍 Se tiene una mezcla de agua donde se combinan 200 gramos de agua a 60°C con 100 gramos de agua a 40°C.
📏 El calor específico del agua es 1.0 caloría por gramo por grado centígrados.
📉 El objetivo es determinar la temperatura final de la mezcla de aguas.
⚖️ Se utilizan las masas de agua (200 gramos y 100 gramos) y sus temperaturas iniciales para el cálculo.
🔄 La fórmula del calor específico es aplicada a ambas masas de agua para calcular el cambio de temperatura.
↔️ La ecuación de calor perdido y calor ganado se establece para equilibrar el intercambio térmico entre las dos aguas.
🔢 Se establece una ecuación algebraica para resolver la temperatura final desconocida.
📉 Se simplifica la ecuación eliminando términos semejantes y se resuelve para encontrar la temperatura final.
🧩 Se multiplica el calor específico por las masas y las diferencias de temperatura para obtener una ecuación sencilla.
📌 Se resuelve la ecuación obteniendo la temperatura final como la incógnita.
📝 El proceso es un ejemplo práctico de cómo se aplica la ley de conservación de la energía en un intercambio térmico.

Q & A

¿Cuántos gramos de agua a 60 grados centígrados se combinan con agua a 40 grados centígrados en el script?
-Se combinan 200 gramos de agua a 60 grados centígrados con 100 gramos de agua a 40 grados centígrados.
¿Cuál es el calor específico del agua utilizado en el script?
-El calor específico del agua es de 1.0 caloría por gramo por grado centígrados.
¿Cuál es la fórmula utilizada para calcular el calor perdido y el calor ganado en el script?
-La fórmula utilizada es Q = mcΔT, donde Q es el calor, m es la masa, c es el calor específico y ΔT es el cambio de temperatura.
¿Por qué se establece que el calor perdido en un material es igual al calor ganado en otro material en el script?
-Se establece esta igualdad porque se está considerando una transferencia de calor en un sistema cerrado, donde la energía total se mantiene constante.
¿Cómo se establece la ecuación para calcular la temperatura final de la mezcla en el script?
-Se establece la ecuación a partir de la igualdad del calor perdido y el calor ganado, utilizando las fórmulas mencionadas y las temperaturas iniciales y desconocidas.
¿Cuál es la temperatura inicial de la masa 1 de agua en el script?
-La temperatura inicial de la masa 1 de agua es de 70 grados centígrados.
¿Cuál es la masa de la segunda masa de agua en el script y su temperatura inicial?
-La masa de la segunda masa de agua es de 100 gramos y su temperatura inicial es de 40 grados centígrados.
¿Cómo se simplifica la ecuación para encontrar la temperatura final en el script?
-Se simplifica eliminando los términos semejantes de ambos lados de la ecuación, dejando solo las constantes en uno y las incógnitas en el otro.
¿Cuál es el resultado de la multiplicación de 200 gramos por 70 grados centígrados en el script?
-El resultado de la multiplicación de 200 gramos por 70 grados centígrados es 14,000 gramos por grado centígrados.
¿Cómo se resuelve la ecuación para encontrar la temperatura final en el script?
-Se resuelve haciendo la multiplicación correspondiente y simplificando la ecuación para aislar la variable incógnita, la temperatura final.
¿Cuál es la ecuación final que se utiliza para calcular la temperatura final de la mezcla en el script?
-La ecuación final es 14,000 - 4,000 = 100(Tf - 40), donde Tf es la temperatura final desconocida.

Outlines

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🔍 Cálculo de la temperatura de mezcla de aguas

El primer párrafo describe un experimento de termodinámica que involucra la mezcla de aguas a diferentes temperaturas. Se tiene 200 gramos de agua a 60 grados centígrados que se mezcla con 100 gramos de agua a 40 grados centígrados. El objetivo es determinar la temperatura final de la mezcla. Se establecen las variables: masa de agua 1 (200 gramos a 70 grados) y masa de agua 2 (100 gramos a 40 grados). Se utiliza la fórmula del calor específico del agua (1.0 calorías por gramo por grado centígrados) para calcular la temperatura resultante. Se menciona la igualdad del calor perdido y ganado entre los sistemas y se comienza a establecer las fórmulas para resolver el problema, indicando que se necesita determinar la temperatura final.

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📚 Proceso algebraico para resolver la mezcla de temperaturas

El segundo párrafo sigue el proceso algebraico para resolver la ecuación resultante del experimento de mezcla de aguas. Se establece que el calor específico del agua es 1.0 caloría por gramo por grado centígrados para ambas masas de agua, pero con masas distintas (200 gramos y 100 gramos). Se resuelve la ecuación algebraica para encontrar la temperatura final desconocida, marcada como incógnita. Se simplifica la ecuación mediante la eliminación de términos semejantes, resultando en una expresión que relaciona las masas y temperaturas iniciales con la temperatura final. Se realiza la multiplicación de los coeficientes y se alcanza a una ecuación que permite calcular la temperatura final una vez que se resuelve por el valor desconocido.

Mindmap

Keywords

💡Masa

La masa se refiere a la cantidad de materia que compone un objeto, en este caso, el agua. Es fundamental en la ecuación de calor para calcular la cantidad de calor transferido durante la mezcla. En el video, la masa de agua 1 es de 200 gramos y la masa de agua 2 es de 100 gramos, lo que se utiliza para determinar la temperatura final de la mezcla.

💡Temperatura

La temperatura es una medida del grado de calor o frío de un objeto, expresada en grados centígrados. Es clave para entender el cambio térmico que ocurre cuando se mezclan dos aguas a diferentes temperaturas, como se muestra en el script.

💡Combinación de aguas

La combinación de aguas se refiere al acto de mezclar dos muestras de agua a temperaturas diferentes. En el video, se combinan 200 gramos de agua a 60 grados centígrados con 100 gramos de agua a 40 grados centígrados para determinar la nueva temperatura resultante.

💡Calor específico

El calor específico es la cantidad de calor requerida para subir o bajar la temperatura de un kilogramo de un material en un grado centígrados. En el script, el calor específico del agua es mencionado como 1.0 caloría por gramo por grado centígrados, lo que se usa para calcular la transferencia de calor entre las aguas.

💡Incremento de calor

El incremento de calor es la diferencia entre la temperatura final y la temperatura inicial de un material, multiplicado por su masa y calor específico. En el video, este concepto se aplica para calcular el calor perdido por la agua más caliente y el calor ganado por la agua más fría.

💡Calor perdido y calor ganado

Calor perdido y calor ganado son términos que describen la transferencia de energía térmica entre los materiales. En el script, se establece que el calor perdido por una masa de agua es igual al calor ganado por la otra, lo que permite resolver la ecuación para encontrar la temperatura final de la mezcla.

💡Ecuación de calor

La ecuación de calor es una fórmula que relaciona la masa, el calor específico, el incremento de temperatura y la transferencia de calor entre dos materiales. En el video, esta ecuación se utiliza para resolver la temperatura final de la mezcla de aguas.

💡Álgebra

La álgebra es una rama de las matemáticas que se utiliza para resolver problemas matemáticos mediante la manipulación de expresiones y ecuaciones. En el script, se utiliza álgebra para resolver la ecuación de calor y determinar la temperatura final de la mezcla de aguas.

💡Ecuación

Una ecuación es una expresión matemática que representa la igualdad entre dos o más cantidades. En el contexto del video, la ecuación se refiere a la fórmula utilizada para calcular la temperatura final de la mezcla de aguas, involucrando variables como masa, temperatura y calor específico.

💡Resolución de ecuaciones

La resolución de ecuaciones implica encontrar los valores de las variables que hacen verdadera la ecuación. En el video, se resuelve la ecuación de calor para determinar la temperatura final de la mezcla de aguas, una vez que se han establecido las condiciones iniciales y se han aplicado las fórmulas correspondientes.

Highlights

Se tiene 200 gramos de agua a 60 grados centígrados y se combinan con 100 gramos de agua a 40 grados centígrados para determinar la temperatura de la mezcla.

La masa de agua más a uno es de 200 gramos y la masa de agua más dos es de 100 gramos.

La temperatura inicial de la masa 1 es de 60 grados centígrados y de la masa 2 es de 40 grados centígrados.

El calor específico del agua es de 1.0 calorías por gramo por grado centígrados.

Se utiliza la fórmula del calor para calcular la temperatura final de la mezcla.

La fórmula del calor perdido y ganado indica que el calor perdido en un material es igual al calor ganado en otro.

Se establece la igualdad del calor perdido y ganado para resolver el problema.

Se realiza la sustitución de las variables en la fórmula del calor perdido y ganado.

Se establece la ecuación para calcular la temperatura final desconocida.

Se multiplica el calor específico del agua por la masa y la diferencia de temperatura para ambas masas de agua.

Se resuelve la ecuación algebraicamente para encontrar la temperatura final de la mezcla.

Se simplifica la ecuación para aislar la temperatura final.

Se realiza la multiplicación de los coeficientes y se equilibra la ecuación.

Se obtiene una ecuación sencilla que relaciona la masa, el calor específico y la temperatura final.

Se resuelve la ecuación para determinar la temperatura final de la mezcla de agua.

Se presenta la solución final de la ecuación para conocer la temperatura de la mezcla.