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: