Un clavo que se clava en una tabla sufre un aumento de temperatura. Si suponemos
que el 60% de la energía cinética de un martillo de 1,80 kg que se mueve a 7,80 m/s
se transforma en calor que fluye hacia el clavo y no sale de él, ¿cuánto aumentará la
temperatura de un clavo de aluminio de 8,00 g golpeado 10 veces?
que el 60% de la energía cinética de un martillo de 1,80 kg que se mueve a 7,80 m/s
se transforma en calor que fluye hacia el clavo y no sale de él, ¿cuánto aumentará la
temperatura de un clavo de aluminio de 8,00 g golpeado 10 veces?
La ecuación de la energía cinética es:
Ec = m*V²/2
Dónde:
Ec es la energía cinética.
m es la masa.
V es la velocidad.
De acuerdo al enunciado los datos son:
m = 1,8 kg
V = 7,8 m/s
Sustituyendo los datos en la ecuación:
Ec = 1,8*(7,8)²/2
Ec = 54,756 J
La energía cinética del martillo es de 54,756 J.
Teniendo en cuenta que el 60% de la energía se transforma en calor. La cantidad de calor es:
Q = 0,6*Ec = 0,6*54,756 = 32,854 J
Como el martillo golpeo 10 veces al clavo se tiene que el total del calor es:
Qt = 10*Q = 10*32,854 = 328,54 J
El calor específico del aluminio es de:
C = 886 J/kg*ºC
La ecuación del calor específico es:
C = Qt/m*ΔT
Datos:
C = 886 J/kg*ºC
Qt = 328,54 J
m = 8 g = 0,008 kg
Sustituyendo:
886 = 328,54/0,008*ΔT
ΔT = 46,35 ºC
La temperatura del clavo aumento 46,35 ºC.