Compara la energía potencial gravitatoria y el calor para cambios en un cuerpo de plomo

, por F_y_Q

Indica qué requiere mayor transferencia de energía: levantar un cuerpo de plomo de 5 kg desde el suelo hasta una altura de 10 m a velocidad constante o aumentar 1^oC la temperatura del mismo cuerpo, sabiendo que el calor específico del plomo es 0,031\ \textstyle {cal\over{g\cdot ^oC}}.

Dato: 1 cal = 4,18 J.


SOLUCIÓN:

Primero vamos a calcular la energía potencial gravitatoria necesaria para elevar el cuerpo:
E_P = mg\DeltaH = 5\ kg\cdot 9,8\frac{m}{s^2}\cdot 10\ m = 490\ J
Ahora calculamos el calor necesario para incrementar la temperatura del cuerpo. Mucho cuidado con las unidades porque el calor específico viene dado en cal y hay que expresarlo en J, y la masa hay que expresarla en gramos. Usaré la equivalencia entre cal y J como factor de conversión:
Q = mc_e\DeltaT = 5\cdot 10^3\ \cancel{g}\cdot 0,031\frac{\cancel{cal}}{\cancel{g}\cdot \cancel{^oC}}\cdot 1\ \cancel{^oC}\cdot \frac{4,18\ J}{1\ \cancel{cal}} = 647,9\ J
Debemos concluir que es mayor la energía necesaria para calentar el cuerpo que la necesaria para elevarlo.