Energía 05
¿Con qué velocidad debemos lanzar contra un muro una bola de plomo de 5 g cuya temperatura en el momento del impacto es de 25 ºC, si deseamos que se funda completamente por efecto del impacto?
Datos: ce (plomo) = 0,03 cal/g·ºC; temperatura fusión (plomo) = 326 ºC; Cf (plomo) = 5,8 cal/g.
Solución:
Datos: m = 5 g = 0,005 kg; t0 = 25 ºC; t = 326 ºC
Calor necesario para que el plomo pase de 25 ºC hasta 326 ºC:
Q1 = m ce (t – t0)
Q1 = 5 g·(0,03 cal/g·ºC)·(326 – 25) ºC = 45,15 cal
Calor necesario que se funda todo el plomo:
Q2 = Cf m
Q2 = (5,8 cal/g)·5 g = 29 cal
Calor total:
Q = Q1 + Q2 = (45,15 + 29) cal = 74,15 cal·(J/0,24 cal) = 309 J
El calor hallado procede de la energía cinética que llevaba la bala en el momento del impacto.
Ec = Q → (1/2) m v2 = Q → v2 = 2 Q/m