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Comparando calor necesario para calentar hierro y agua (3249)

Viernes 3 de julio de 2015, por F_y_Q

Compara la cantidad de calor que debe suministrar a 1 000 g de agua para que su temperatura varíe de $40\ ^o C$ a $70\ ^o C$ , con la cantidad de calor que se debe suministrar a 100 g hierro para que su temperatura varíe entre mismos valores.

La cantidad de calor para una variación de la temperatura sin cambio de estado se puede determinar con la ecuación:

$Q = m\cdot c_e\cdot \Delta T$

Los datos de calor específico para el agua y el hierro son $c_e(\ce{H2O}) = 4.18\ J\cdot K^{-1}\cdot g^{-1}$ y $c_e(\ce{Fe}) = 0.45\ J\cdot K^{-1}\cdot g^{-1}$ . La diferencia de temperatura, ya sea en escala absoluta o centígrada, es 30 grados. Los calores serán:

$Q_{\ce{H2O}} = 10^3\ \cancel{g}\cdot 4.18\ J\cdot \cancel{K^{-1}}\cdot \cancel{g^{-1}}\cdot 30\ \cancel{K} = \color[RGB]{2,112,20}{\bf 125\ 400\ J}$

$Q_{Fe} = 10^2\ \cancel{g}\cdot 0.45\ J\cdot \cancel{K^{-1}}\cdot \cancel{g^{-1}}\cdot 30\ \cancel{K} = \color[RGB]{2,112,20}{\bf 135\ J}$

Si dividimos el mayor valor entre el menor:

$\frac{Q_{\ce{H2O}}}{Q_{\ce{Fe}}} = \frac{125\ 400\ \cancel{J}}{135\ \cancel{J}} =\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 928.9}}$

Esto quiere decir que es casi novecientas veintinueve veces mayor la cantidad de energía que hay que dar al agua para provocar una variación de temperatura de $30\ ^o C$ que al hierro.

Comparando calor necesario para calentar hierro y agua (3249)

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