Conversión trabajo-calor 05
Una bala de plomo, a 30 ºC, se funde al golpear un blanco. Suponiendo que toda la energía cinética de la bala se invierte en calentarla y fundirla, determina la velocidad de ésta.
Datos del plomo: c = 0,128 cal/g ºC; tf = 327 ºC; Lf = 5,93 cal/g
Solución:
Datos: t0 = 30 ºC; c = 0,128 cal/g ºC; tf = 327 ºC; Lf = 5,93 cal/g
Aplicando en principio de la calorimetría:
Qg + Qp = 0
Calor ganado por la bala:
Qg = m c (t – t0) + m Lf
Calor perdido:
La energía cinética con la que llega la bala al blanco, debido al choque, se transforma en calor, el cual calienta y funde a dicha bala (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:
m c (t – t0) + m Lf – (1/2) m v2 = 0
c (t – t0) + Lf – (1/2) v2 = 0
(1/2) v2 = c (t – t0) + Lf