Tenemos una barra de hierro 14 kg a 95ºC que se sumerge en un recipiente aislado que contiene agua, pesa 1000 kg y esta a 15ºC y que tanto el hierro como el agua intercambian calor con el recipiente. El recipiente aislado se encuentra en equilibrio térmico con el agua que contiene.
Determine la capacidad calorífica (en kJ/ºC) del recipiente sabiendo que una vez insertado el bloque de hierro la temperatura de equilibrio que alcanza el sistema completo es de 22.1ºC. Cp del agua = 4.18 kJ/kg*ºC y el Cp del hierro = 0.45 kJ/kg*ºC)
Determine la capacidad calorífica (en kJ/ºC) del recipiente sabiendo que una vez insertado el bloque de hierro la temperatura de equilibrio que alcanza el sistema completo es de 22.1ºC. Cp del agua = 4.18 kJ/kg*ºC y el Cp del hierro = 0.45 kJ/kg*ºC)
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La capacidad calorífica del recipiente es de 4115.31 KJ/ºC.
La capacidad calorífica del recipiente se calcula mediante el planteamiento de equilibrio térmico entre el agua , hierro y el recipiente como se muestra a continuación :
m.fe = 14kg
Tofe = 95ºC
Cep fe = 0.45 KJ/Kg*ºC
m.H2O = 1000kg m rec
ToH2O = 15ºC To recp= 15ºC
CpH2O = 4.18kJ/kg*ºC Cep recip
Tf = 22.1C°
Se aplica equilibrio térmico:
Q absorbido = - Q cedido
Q agua + Q recip = - Q Fe
de donde :
mH2O*CepH2O*(Tf - TH2O) + Crecip* ( Tf - To rec)= -mfe*Cepfe*( Tf - Tofe)
1000 Kg*4.18 KJ/KgºC°*(22.1C° - 15C°) + C recip * (22.1 ºC - 15ºC) = - 14Kg*0.45KJ/kg*C *(22.1C° - 95C°)
C recip= 4115.31 KJ/ºC