Calor

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   NO ME SALEN
   (APUNTES TEÓRICOS Y EJERCICIOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)

   CALOR Y TERMODINÁMICA

 

 
1) a) Si dos cuerpos de igual masa, uno de cobre y otro de hierro,
ambos a la misma temperatura inicial, reciben la misma cantidad de
calor, ¿cuál de los dos alcanzará una temperatura mayor?, ¿porqué?

b) Dos cuerpos de igual material y distinta masa se introducen, con
 
temperaturas iniciales diferentes, en un recipiente adiabático de
capacidad calorífica despreciable hasta que alcanzan el equilibrio
térmico, ¿cuál de los dos experimenta mayor variación en su
temperatura? ¿Qué suposición hay que hacer para responder esta
pregunta?
¿Dos ejercicios al mismo precio que uno? OK... ya nosvamos acostumbrando. No
problem. Empecemos por el primero.
Este es bien sencillito. Dos cuerpos de igual masa, misma cantidad de calor, misma
temperatura inicial... si no elevan su temperatura en la misma cantidad, ha de ser que
tienen una capacidad calórica diferente. Miremos la expresión de calorimetría expresada
para ambos cuerpos:
Q = m . cFe . ΔTFe
 

Q = m . cCu . ΔTCu
Parece claro que para quehaya igualdad (de calor y masa) el que tenga un calor
específico menor deberá obtener una variación de temperatura mayor. O, lo que es lo
mismo el que tenga un calor específico mayor, tendrá una variación de temperatura
menor.
Como el calor específico del hierro es mayor que el del cobre, cFe > cCu (se trata de
valores que en este ejercicio debés considerar como dato, y que los tenés acá).

 

          ΔTCu > ΔTFe

 

 
 
 

Vamos al segundo ejercicio. te repito el enunciado:
b) Dos cuerpos de igual material y distinta masa se introducen, con
temperaturas iniciales diferentes, en un recipiente adiabático de capacidad
calorífica despreciable hasta que alcanzan el equilibrio térmico, ¿cuál de los dos
experimenta mayor variación en su temperatura? ¿Qué suposición hay que
hacer pararesponder esta pregunta?
Casi casi que se repite la historia. Porque como estando adentro de un calorímetro sólo
pueden intercambiar calor entre sí, el calor que reciba un cuerpo será igual al que pierda
el otro, la misma cantidad de calor. En este caso los calores específicos son iguales ya
que ambos cuerpos están hechos del mismo material...
Q = m1 . c . ΔT1
Q = m2 . c . ΔT2
Antes de sacar conclusionesalgebraicas debo hacerte una confesión. En realidad debería
haberle colocado un signo menos al calor del cuerpo que cede (el que inicialmente estaba
a mayor temperatura), pero como ese cuerpo ha de enfriarse, también tendrá un signo

 

|

 @ 

menos su variación de temperatura. Ambos signos se cancelan y las ecuaciones quedan
como te las escribí ahí arriba.
Nuevamente, podés ver que masa yvariación de temperatura son magnitudes
inversamente proporcionales... el cuerpo que tenga mayor masa tendrá una menor
variación de temperatura... y viceversa. Respondiendo la pregunta:
 
el de menor masa

 

 

Si te cuesta comprender las proporcionalidades directas e inversas, podés fabricarte
sencillos ejemplos numéricos y simular variaciones de la magnitud que quieras para ver
cómo varía la otra(sólo podés jugar con 2 magnitudes a la vez).

 

 

 

Desafío:
Te queda para vos responder la última pregunta del segundo ejercicio. La
respuesta es sencilla, pero yo te agrego otra: ¿No tendrían que habernos hecho la misma
advertencia para el primer ejercicio?
 

 

 
 

 

 
Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción citando la fuente.
Agradezco a Rocío Espósito la corrección de unaerrata. Última actualización sep-10.
Buenos Aires, Argentina.

 
   

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