PROBLEMAS RESUELTOS
DE FÍSICA
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Ejercicios de Física General

Tenemos un recipiente con 500 gramos de agua a 20 ºC en el que queremos introducir un lingote de cobre de 100 gramos que se encuentra a 125º. Sabiendo que los calores específicos del agua y del cobre son, reespectivamente, 4180 U.I. y 375 U.I., Determinar la temperatura de equilibrio del conjunto.

Respuesta al ejercicio 50

Vamos a suponer que el conjunto "agua + lingote de cobre" forman un sistema aislado que no intercambia energía con el resto del universo; en tales condiciones, el proceso se realiza de tal manera que el cuerpo más caliente perderá calor que será tomado por el cuerpo más frío y el sistema tenderá a un estado de equilibrio en el que la temperatura dependerá de la cantidad de calor intercambiada. El principio de conservación de la energía nos permite escribir:
    Energía cedida por el cobre = Q = Energía ganada por el agua
Y denotando por T la temperatura de equilibrio tendremos:
    \(\displaystyle \begin{array}{l}
    c_c · m_c (125 - T_e) = c_a · m_a (T_e - 20) \; \displaystyle \Rightarrow \\
     \\
    \Rightarrow \; T = \frac{125 · c_c m_c + 20 · c_a m_a}{c_c m_c + c_a m_a}
    \end{array}\)
Y sustituyendo valores numéricos:
    \( \displaystyle \Rightarrow \; T = \frac{125 \times 375 \times 100 + 20 \times 4180 \times 500}{375 \times 100 + 4180 \times 500} = 21,85 ºC \)

EJERCICIOS RESUELTOS - FÍSICA GENERAL

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tema escrito por: José Antonio Hervás