Conversión trabajo-calor 04

 

En las cataratas de Yosemite el agua cae desde una altura de 740 metros. Suponiendo que la energía cinética adquirida en la caída se invierte en calentar el agua determina el aumento de la temperatura.

 

Solución:

Datos: h = 740 m; c = 1 cal/g ºC

Aplicando en principio de la calorimetría:

 

Qg + Qp = 0

 

Calor ganado por el agua:

 

Qg = m c Δt

 

Calor perdido:

La energía cinética con la que llega el agua al pie de la catarata, debido al choque, se transforma en calor, el cual calienta el agua (funciona como si fuera un calor perdido), luego:

 

Qp = ΔEc

 

Para hallar la energía cinética con la que el recipiente llega al suelo, aplicaremos el principio de conservación de la energía.

 

ΔEp + ΔEc = 0

 

0 – m g h + ΔEc = 0

 

ΔEc = m g h

 

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

 

ΔEc = –m g h

 

Sustituyendo en la expresión del principio de la calorimetría:

 

m c Δt + (–m g h) = 0

 

m c Δt – m g h = 0 c Δt = g h

 

Δt = g h/c

 

 

 

 

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