contestada

Determina el calor específico de una sustancia en un calorímetro de cobre que tiene una masa el vaso interior de 200g el cual contiene 100g de agua la temperatura inicial del agua y del calorímetro es de 50F.En el interior se coloca un trozo metálico de 250g de una sustancia desconocida la cual se calienta a 212F

Respuesta :

Para determinar el calor específico (\( c \)) de la sustancia desconocida, podemos utilizar la fórmula del calor ganado o perdido:

\[ Q = mc\Delta T \]

Donde:
- \( Q \) es la cantidad de calor ganado o perdido por el sistema (en julios o calorías).
- \( m \) es la masa del objeto (en gramos o kilogramos).
- \( c \) es el calor específico de la sustancia (en \( \frac{J}{g°C} \) o \( \frac{cal}{g°C} \)).
- \( \Delta T \) es el cambio de temperatura (en °C).

Primero, necesitamos calcular la cantidad de calor perdido o ganado por el agua y el calorímetro. Luego, utilizaremos esta información para calcular el calor específico de la sustancia desconocida.

1. Calculamos el calor ganado o perdido por el agua y el calorímetro:

\[ Q_{agua-calorimetro} = mc\Delta T \]

\[ m = 200g + 100g = 300g \] (masa total del agua y el calorímetro)
\[ \Delta T = 212°F - 50°F = 162°F \] (cambio de temperatura en Fahrenheit)

Convertimos la temperatura a Celsius para usarla en la fórmula:

\[ \Delta T_{Celsius} = \frac{5}{9} \times \Delta T_{Fahrenheit} \]
\[ \Delta T_{Celsius} = \frac{5}{9} \times 162°F \approx 90°C \]

Para el calor ganado o perdido por el agua y el calorímetro:

\[ Q_{agua-calorimetro} = (300g) \times c_{agua-calorimetro} \times 90°C \]

2. Calculamos el calor ganado por la sustancia desconocida:

\[ Q_{sustancia} = mc\Delta T \]

\[ m = 250g \] (masa de la sustancia desconocida)
\[ \Delta T = 212°F - 50°F = 162°F \] (cambio de temperatura en Fahrenheit)

Convertimos la temperatura a Celsius:

\[ \Delta T_{Celsius} = \frac{5}{9} \times \Delta T_{Fahrenheit} \]
\[ \Delta T_{Celsius} = \frac{5}{9} \times 162°F \approx 90°C \]

Para el calor ganado por la sustancia desconocida:

\[ Q_{sustancia} = (250g) \times c_{sustancia} \times 90°C \]

3. Dado que el calor ganado por la sustancia desconocida es igual al calor perdido por el agua y el calorímetro (ya que no hay pérdida de calor al ambiente), igualamos las ecuaciones:

\[ Q_{agua-calorimetro} = Q_{sustancia} \]

\[ (300g) \times c_{agua-calorimetro} \times 90°C = (250g) \times c_{sustancia} \times 90°C \]

4. Resolvemos para \( c_{sustancia} \):

\[ c_{sustancia} = \frac{(300g) \times c_{agua-calorimetro}}{250g} \]

\[ c_{sustancia} = \frac{(300g) \times c_{agua-calorimetro}}{250g} \]

Simplificando, obtenemos el valor de \( c_{sustancia} \).