122. Problema 1 de CAPACIDAD CALORÍFICA Y CALOR ESPECÍFICO
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 122: Problema 1 de Capacidad Calorífica y Calor Específico.
Tema: Energía y Calor.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

REDES SOCIALES

Facebook: https://www.facebook.com/julioprofenet
Twitter: https://twitter.com/julioprofenet
Instagram: https://www.instagram.com/julioprofenet

SITIO OFICIAL

http://www.julioprofe.net

APP JULIOPROFE

Para Android: https://goo.gl/XsJRwN

Para iOS: https://goo.gl/3y2VtR
 En este problema conocemos la cantidad de calor Q que transfiere el dispositivo térmico al agua, esa cantidad de calor es de 67000 J, conocemos también el volumen de agua que recibe esa cantidad de calor que es de 4.3 litros y nos piden calcular la variación de temperatura que sufre el agua, es decir delta de T, esta es la incógnita. Adicionalmente el problema nos da la densidad del agua igual a 1 kg sobre litro y nos da el calor específico del agua que es igual a 4.180 J sobre kg por grados Kelvin, aquí tenemos el calor específico del agua expresado en unidades del sistema internacional. Bien entonces vamos a calcular primero la masa de agua que recibe la cantidad de calor, para ello utilizamos la relación de densidad, sabemos que densidad rho es igual a masa sobre volumen, y de aquí podemos despejar la masa, masa es igual a densidad por volumen, el volumen está dividiendo pasa a multiplicar con la densidad, entonces vamos a reemplazar los valores, densidad del agua es 1 kg sobre litro y eso multiplicado por el volumen de agua que es de 4.3 litros, aquí encontramos que litros con litros se nos cancela y el resultado es 4.3 kg, entonces tenemos una masa de agua de 4.3 kg que recibe esta cantidad de calor. Entonces a continuación vamos a utilizar la expresión Q es igual a m por C por delta de T, cantidad de calor es igual a la masa por el calor específico de la sustancia por la variación de temperatura, entonces de aquí vamos a despejar lo que nos piden que es la variación de temperatura delta de T, para ello las letras digamos lo así las letras m y c que se encuentran multiplicando con delta de T pasan a dividir debajo de la letra Q, entonces nos queda Q sobre m por C, entonces vamos a reemplazar los valores, tenemos cantidad de calor en el numerador es de 67000 J, masa de agua que nos dio 4.3 kg y esto multiplicado por el calor específico del agua que nos dieron en el problema 4.180 J sobre kg por grado kelvin, veamos entonces que pasa aquí con las unidades, kg se nos va con kg, en el numerador tenemos J y abajo también tenemos J, se nos cancela, por lo tanto cuando hagamos la operación numérica grado kelvin que esta por acá en el denominador entonces sube y queda como la unidad correspondiente a la variación de temperatura, esta variación de temperatura entonces nos da, haciendo toda esta operación en la calculadora nos da 3.73 grados kelvin, eso que significa que cuando esta masa de agua 4.3 kg que corresponde a un volumen de 4.3 litros recibe esta cantidad de calor 67000 J, su temperatura sufre un incremento de 3.73 grados kelvin, ahora bien recordemos que en las escalas de temperatura la escala kelvin iba desde 273 K hasta 373 K, esta era la escala kelvin y en la escala centígrada 273 K correspondía a 0 grados centígrados o Celsius y 373 K correspondía a 100 grados Celsius, recordemos que este era el punto de fusión del agua y aquí teníamos el punto de ebullición, vemos que de 273 a 373 tenemos 100 grados, 100 K, asimismo de 0 grados Celsius a 100 grados Celsius tenemos 100 grados Celsius, esto que quiere decir que 100 grados kelvin corresponden a 100 grados Celsius, por lo tanto si nosotros hacemos la siguiente equivalencia 100 K igual a 100 grados Celsius y dividimos ambos lados por 100 nos queda una relación de 1 a 1 es decir 1 grado kelvin corresponde a 1 grados centígrado, entonces un incremento de 3.73 grados kelvin, un incremento de la temperatura de ese valor corresponde a 3.73 grados Celsius, por lo que acabamos de explicar aquí de que la relación entre grados kelvin y grados Celsius es de 1 a 1, entonces esta es la respuesta para nuestro problema, el incremento de temperatura que registra el agua.
[{"start": 0.0, "end": 24.580000000000002, "text": " En este problema conocemos la cantidad de calor Q que transfiere el dispositivo t\u00e9rmico"}, {"start": 24.58, "end": 34.04, "text": " al agua, esa cantidad de calor es de 67000 J, conocemos tambi\u00e9n el volumen de agua que"}, {"start": 34.04, "end": 42.4, "text": " recibe esa cantidad de calor que es de 4.3 litros y nos piden calcular la variaci\u00f3n"}, {"start": 42.4, "end": 49.84, "text": " de temperatura que sufre el agua, es decir delta de T, esta es la inc\u00f3gnita."}, {"start": 49.84, "end": 60.88, "text": " Adicionalmente el problema nos da la densidad del agua igual a 1 kg sobre litro y nos da"}, {"start": 60.88, "end": 77.5, "text": " el calor espec\u00edfico del agua que es igual a 4.180 J sobre kg por grados Kelvin, aqu\u00ed"}, {"start": 77.5, "end": 83.96, "text": " tenemos el calor espec\u00edfico del agua expresado en unidades del sistema internacional."}, {"start": 83.96, "end": 91.44, "text": " Bien entonces vamos a calcular primero la masa de agua que recibe la cantidad de calor,"}, {"start": 91.44, "end": 98.62, "text": " para ello utilizamos la relaci\u00f3n de densidad, sabemos que densidad rho es igual a masa sobre"}, {"start": 98.62, "end": 107.48, "text": " volumen, y de aqu\u00ed podemos despejar la masa, masa es igual a densidad por volumen, el volumen"}, {"start": 107.48, "end": 113.72, "text": " est\u00e1 dividiendo pasa a multiplicar con la densidad, entonces vamos a reemplazar los"}, {"start": 113.72, "end": 123.42, "text": " valores, densidad del agua es 1 kg sobre litro y eso multiplicado por el volumen de agua"}, {"start": 123.42, "end": 133.8, "text": " que es de 4.3 litros, aqu\u00ed encontramos que litros con litros se nos cancela y el resultado"}, {"start": 133.8, "end": 146.20000000000002, "text": " es 4.3 kg, entonces tenemos una masa de agua de 4.3 kg que recibe esta cantidad de calor."}, {"start": 146.20000000000002, "end": 153.48000000000002, "text": " Entonces a continuaci\u00f3n vamos a utilizar la expresi\u00f3n Q es igual a m por C por delta"}, {"start": 153.48000000000002, "end": 160.84, "text": " de T, cantidad de calor es igual a la masa por el calor espec\u00edfico de la sustancia por"}, {"start": 160.84, "end": 166.04, "text": " la variaci\u00f3n de temperatura, entonces de aqu\u00ed vamos a despejar lo que nos piden que"}, {"start": 166.04, "end": 173.16, "text": " es la variaci\u00f3n de temperatura delta de T, para ello las letras digamos lo as\u00ed las letras"}, {"start": 173.16, "end": 179.32, "text": " m y c que se encuentran multiplicando con delta de T pasan a dividir debajo de la letra"}, {"start": 179.32, "end": 188.76, "text": " Q, entonces nos queda Q sobre m por C, entonces vamos a reemplazar los valores, tenemos cantidad"}, {"start": 188.76, "end": 204.72, "text": " de calor en el numerador es de 67000 J, masa de agua que nos dio 4.3 kg y esto multiplicado"}, {"start": 204.72, "end": 216.12, "text": " por el calor espec\u00edfico del agua que nos dieron en el problema 4.180 J sobre kg por"}, {"start": 216.12, "end": 224.44, "text": " grado kelvin, veamos entonces que pasa aqu\u00ed con las unidades, kg se nos va con kg, en"}, {"start": 224.44, "end": 231.04, "text": " el numerador tenemos J y abajo tambi\u00e9n tenemos J, se nos cancela, por lo tanto cuando hagamos"}, {"start": 231.04, "end": 237.76, "text": " la operaci\u00f3n num\u00e9rica grado kelvin que esta por ac\u00e1 en el denominador entonces sube y"}, {"start": 237.76, "end": 242.76, "text": " queda como la unidad correspondiente a la variaci\u00f3n de temperatura, esta variaci\u00f3n"}, {"start": 242.76, "end": 251.44, "text": " de temperatura entonces nos da, haciendo toda esta operaci\u00f3n en la calculadora nos da 3.73"}, {"start": 251.44, "end": 259.2, "text": " grados kelvin, eso que significa que cuando esta masa de agua 4.3 kg que corresponde a"}, {"start": 259.2, "end": 267.15999999999997, "text": " un volumen de 4.3 litros recibe esta cantidad de calor 67000 J, su temperatura sufre un"}, {"start": 267.16, "end": 275.64000000000004, "text": " incremento de 3.73 grados kelvin, ahora bien recordemos que en las escalas de temperatura"}, {"start": 275.64000000000004, "end": 288.84000000000003, "text": " la escala kelvin iba desde 273 K hasta 373 K, esta era la escala kelvin y en la escala"}, {"start": 288.84, "end": 298.88, "text": " cent\u00edgrada 273 K correspond\u00eda a 0 grados cent\u00edgrados o Celsius y 373 K correspond\u00eda"}, {"start": 298.88, "end": 305.52, "text": " a 100 grados Celsius, recordemos que este era el punto de fusi\u00f3n del agua y aqu\u00ed ten\u00edamos"}, {"start": 305.52, "end": 316.08, "text": " el punto de ebullici\u00f3n, vemos que de 273 a 373 tenemos 100 grados, 100 K, asimismo de"}, {"start": 316.08, "end": 322.12, "text": " 0 grados Celsius a 100 grados Celsius tenemos 100 grados Celsius, esto que quiere decir"}, {"start": 322.12, "end": 328.91999999999996, "text": " que 100 grados kelvin corresponden a 100 grados Celsius, por lo tanto si nosotros hacemos"}, {"start": 328.91999999999996, "end": 337.15999999999997, "text": " la siguiente equivalencia 100 K igual a 100 grados Celsius y dividimos ambos lados por"}, {"start": 337.15999999999997, "end": 344.76, "text": " 100 nos queda una relaci\u00f3n de 1 a 1 es decir 1 grado kelvin corresponde a 1 grados cent\u00edgrado,"}, {"start": 344.76, "end": 351.64, "text": " entonces un incremento de 3.73 grados kelvin, un incremento de la temperatura de ese valor"}, {"start": 351.64, "end": 360.4, "text": " corresponde a 3.73 grados Celsius, por lo que acabamos de explicar aqu\u00ed de que la relaci\u00f3n"}, {"start": 360.4, "end": 368.84, "text": " entre grados kelvin y grados Celsius es de 1 a 1, entonces esta es la respuesta para"}, {"start": 368.84, "end": 375.11999999999995, "text": " nuestro problema, el incremento de temperatura que registra el agua."}]