Transferencias de energía U.1 La energía A.03 Recapitulación página 221
El agua es agitada por una rueda de paletas accionada por dos bloques de hierro de 14 kg cada uno que caen verticalmente una altura de 2 m. La masa de agua a calentar es de 7 kg. Los bloques de hierro se vuelven a levantar y se dejan caer 20 veces. El máximo aumento de temperatura se producirá cuando toda la disminución de energía potencial gravitatoria de los bloques se invierta en aumentar la energía interna del agua. Por lo tanto: – (2 · 14 kg · 9,8 N/kg · 2 m) · 20 + 7 000 g · 4,18 J/gºC · Dtagua = 0 Dtagua = 0,38 ºC
DEp = – (2 · 14 kg · 9,8 N/kg · 2 m) · 20 = – 10976 J Si la temperatura del agua hubiese aumentado 0,36 ºC, ¿qué valor se deduciría para el equivalente mecánico del calor? Dicho de otro modo, ¿qué relación entre el julio y la caloría se deduce de esa experiencia? La disminución de energía potencial gravitatoria de los bloques en la experiencia anterior sería: DEp = – (2 · 14 kg · 9,8 N/kg · 2 m) · 20 = – 10976 J Así pues, la energía interna del agua habrá aumentado en 10976 J. Ahora bien, el aumento de energía interna del agua calculada en calorías sería: DEi = 7 000 g · 1,00 cal/gºC · 0,36 ºC = 2520 cal Tenemos el aumento de energía interna calculado en dos unidades. 2520 cal · Equivalente mecánico calor = 10976 J Equivalente mecánico calor = 4,36 J/cal