Conversión trabajo-calor 01

 

Una bala de 2 kg de masa, que lleva una velocidad 500 m/s, choca con un bloque de hielo que se encuentra a 0 ºC. Suponiendo que toda la energía se transforma en calor, calcula la masa de hielo que se funde.

Calor latente de fusión = 334,4 kJ/kg

 

 

Solución:

Datos: m = 2 kg; t0 = 0 ºC; v = 500 m/s; LF = 334,4 kJ/kg

Aplicando en principio de la calorimetría:

 

Qg + Qp = 0

 

Calor ganado por el hielo:

 

Qg = mh Lf

 

Calor perdido:

La energía cinética con la que llega la bala al bloque de hielo, debido al choque, se transforma en calor, el cual calienta y funde a dicho bloque (funciona como si fuera un calor perdido), luego:

 

Qp = ΔEc = (1/2) m v2

 

En el choque inelástico se pierde toda esta energía cinética, por tanto:

 

ΔEc = – (1/2) m v2 

 

Sustituyendo en la expresión del principio de la calorimetría:

 

mh Lf – (1/2) m v2 = 0

 

mh Lf = (1/2) m v2

 

mh = 0,5 m v2/Lf

 

 

 

Dimensionalmente:

 

 

 

 

 

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