El Sapo Sabio

Un bloque de hierro de 500 g se deja caer desde 20 m de altura.  Si el 60% de la energía mecánica perdida se transfiere al hierro en forma de calor, ¿en cuánto se incrementa la temperatura del bloque?

Calor específico del hierro = 0,11 cal/g·ºC

Solución: 

Datos: m = 500 g = 0,5 kg; h = 20 m

60% E (energía mecánica) = Q (calor absorbido por el hierro)

Calor absorbido por el hierro:

Q = m c_e Δt

Δt = Q/m c_e

Energía mecánica (E):

E = Ec + Ep

En el punto de salida la velocidad es cero, luego Ec = 0, por tanto:

E = Ep = m g h

E = 0,5 kg·(9,8 m/s²)·20 m = 98 J·(cal/4,187 J) = 23 cal

Q = 0,60·23 cal = 14 cal

Incremento de la temperatura:

Δt = 14 cal/500 g·(0,11 cal/g·ºC) = 0,25 ºC