Química

Problema resuelto de calor específico

El calor específico es la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para aumentar la temperatura de un material en un grado Celsius o Kelvin. Estos tres problemas de ejemplo de calor específico mostrarán cómo encontrar el calor específico de un material u otra información que involucre el calor específico.

Ecuación de calor específico

La ecuación más comúnmente asociada con el calor específico es

Q = mcΔT

donde
Q = Energía térmica
m = masa
c = calor específico
ΔT = cambio de temperatura = (T _final – T _inicial )

Una buena forma de recordar esta fórmula es Q = «em cat»

Básicamente, esta ecuación se usa para determinar la cantidad de calor agregada a un material para elevar la temperatura en cierta cantidad (o la cantidad perdida a medida que el material se enfría).

Esta ecuación solo se aplica a los materiales que permanecen en el mismo estado de materia (sólido, líquido o gas) a medida que cambia la temperatura. Los cambios de fase requieren consideraciones energéticas adicionales.

Problema de ejemplo de calor específico: encuentre la cantidad de calor

Pregunta : Un cubo de 500 gramos de plomo se calienta de 25 ° C a 75 ° C. ¿Cuánta energía se requirió para calentar el plomo? El calor específico del plomo es de 0,129 J / g ° C.

Solución : Primero, veamos las variables que conocemos.

m = 500 gramos
c = 0,129 J / g ° C
ΔT = (T _final – T _inicial ) = (75 ° C – 25 ° C) = 50 ° C

Inserte estos valores en la ecuación de calor específico de arriba.

Q = mcΔT

Q = (500 gramos) · (0,129 J / g ° C) · (50 ° C)

Q = 3225 J

Respuesta : Se necesitaron 3225 julios de energía para calentar el cubo de plomo de 25 ° C a 75 ° C.

Problema de ejemplo de calor específico: encuentre el calor específico

Pregunta: Una bola de metal de 25 gramos se calienta a 200 ° C con 2330 julios de energía. Cual es el calor específico del metal?

Solución : enumere la información que conocemos.

m = 25 gramos
ΔT = 200 ° C
Q = 2330 J

Colócalos en la ecuación de calor específico.

Q = mcΔT

2330 J = (25 g) c (200 ° C)

2330 J = (5000 g ° C) c

Dividir ambos lados por 5000 g ° C

c = 0,466 J / g ° C

Respuesta : El calor específico del metal es 0.466 J / g ° C.

Problema de ejemplo de calor específico: encuentre la temperatura inicial

Pregunta: Se deja enfriar a 100 ° C un trozo de cobre caliente de 1 kg . Si el cobre emitió 231 kJ de energía, ¿cuál fue la temperatura inicial del cobre? El calor específico del cobre es de 0,385 J / g ° C.

Solución : enumere nuestras variables dadas:

m = 1 kg
T _final = 100 ° C
Q = -231 kJ (El signo negativo es porque el cobre se está enfriando y perdiendo energía)
c = 0.385 J / g ° C

Necesitamos hacer que nuestras unidades sean consistentes con las unidades de calor específicas, así que convierta las unidades de masa y energía.

m = 1 kg = 1000 gramos

1 kJ = 1000 J
Q = -231 kJ · (1000 J / kJ) = -231000 J

Inserte estos valores en la fórmula de calor específico.

Q = mcΔT

-231000 J = 1000 g · (0,385 J / g ° C) · ΔT

-231000 J = 385 J / ° C · ΔT

ΔT = -600 ° C

ΔT = (T _final – T _inicial )

Introduzca los valores de ΔT y T _final .