Temperatura final de una mezcla de sustancias a distinta temperatura (2345)

, por F_y_Q

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Una esfera de acero de 400 g a una temperatura de 200\ ^oC es sumergida en 3 L de agua a una temperatura de 15\ ^oC. ¿Cuál es la temperatura final del sistema?

Datos: c_e(\text{acero}) = 460\ \frac{J}{kg\cdot K} ; c_e(\text{agua}) = 4\ 186\ \frac{J}{kg\cdot K}

P.-S.

Recuerda que el calor es una energía que está en tránsito y que fluye desde el foco caliente al foco frío, es decir, debes tener en cuenta que el calor que cede el acero es el mismo que el que absorbe el agua. La expresión que te permite calcular cuánto es ese calor es:

\color[RGB]{2,112,20}{\bm{Q= m\cdot c_e\cdot (T_f - T_i)}}

El calor cedido por el acero lo consideras negativo y el calor absorbido por el agua, positivo.

-0.4\ \cancel{kg}\cdot 460\ \frac{J}{\cancel{kg}\cdot \cancel{K}}\cdot (T_f - 473)\ \cancel{K} = 3\ \cancel{kg}\cdot 4\ 186\ \frac{J}{\cancel{kg}\cdot \cancel{K}}\cdot (T_f - 288)\ \cancel{K}
Suponiendo que la densidad el agua es 1 kg/L y convirtiendo la masa de acero a kilogramos.

Si despejas el valor de la temperatura final tendrás:

- 184\ T_f + 87\ 032 = 12\ 558\ T_f - 3\ 616\ 704\ \to\ T_f = \frac{3\ 703\ 736}{12\ 742} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 290.7\ K}}