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

 

 

 

 

 

 

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