Question

Intr-un calorimetru de alama (caldura specifica= 380) cu masa 0,2 kg, se afla 0,3 kg apa la 360 grade kelvin. In apa se introduce o bucata de fier de 100 g ce are temperatura de 300 grade kelvin. Aflati temperatura de echilibru. 

 

Multumesc.

Answer 1

Cu semnul "*" notez inmultirea.

Probabil ca ai vrut sa scrii pentru alama: caldura specifica  este 380 J/(kg*grd.).
Caldura specifica a apei o voi considera(deoarece n-ai precizat - o), ca avand valoarea de 4181 J/(kg*grd.).

N-ai precizat nici caldura specifica a fierului. Eu o voi considera 459,8 J/(kg*grd.).

Daca ti se dau  alte valori pentru caldurile specifice ale  apei si fierului, ia in calcul valorile  care ti se precizeaza.

m = 100 g = 0,1 kg.

Ai acolo o problema de calorimetrie. Se aplica ecuatia calorimetrica Qcedat = Qprimit.

Sa vedem cine cedeaza caldura.
Cedeaza caldura calorimetrul si apa din el, care trec de la temperatura T1 = 300 K la temperatura de echilibru Te.
Caldura cedata de calorimetrul de alama cu masa m1 = 0,2 kg  este Q1 = m1*c1*(T1 - Te).
Caldura cedata de apa cu masa m2 = 0,3 kg este Q2 = m2*c2*(T1 - Te)
Deci Qcedat = Q1 + Q2 = m1c1(t1 - Te) + m2c2(T1 - Te).

Cine primeste caldura ? Bucata de fier de masa m3 = 100 g = 0,1 kg, care trece de la temperatura T3 = 300 K la temperatura Te. Aceasta caldura este:
Qprimit = Q3 = m3*c3*(Te - T3)

Atunci ecuatia Qcedat = Qprimit se scrie:

m1c1(T1 - Te) + m2c2(T1 - Te) = m3c3(Te - T3)
m1c1T1 - m1c1Te + m2c2T1 - m2c2Te = m3c3Te - m3c3T3
(m1c1 + m2c2 + m3c3)Te = (m1c1 + m2c2)T1 + m3c3T3, de unde:

Te = [(m1c1 + m2c2)T1 + m3c3T3]/(m1c1 + m2c2 + m3c3).

Aplicatie numerica A.N.: Te = [(0,2*380 + 0,3*4181)*360 + 0,1*459,8*300]/(0,2*380 + 0,3*4181 + 0,1*459,8) = (478908 + 13794)/(76 + 1254,3 + 45,98) = 492702/1376,28 =  aprox. 357,99546 = aprox. 358(K).

Asadar, am obtinut valoarea temperaturii de echilibru Te = aprox. 358 K.

Repet, daca ai alte valori pentru datele pe care nu le-ai precizat(caldurile specifice pentru apa si fier), foloseste-le pe cele care ti se dau. Eu am obtinut aceasta valoare a temperaturii de echilibru considerand datele pe care ti le-am comunicat la inceputul rezolvarii.

Insa cred ca mersul problemei l-ai inteles. Succes !