Respuesta :
Explicación:
podemos utilizar la ley de conservación de la energía, que establece que la energía total de un sistema aislado permanece constante.
Primero, calcularemos la energía transferida desde la barra metálica al agua hasta alcanzar el equilibrio térmico. Luego, utilizaremos esta energía para determinar la temperatura final del sistema.
La fórmula para calcular la energía transferida es:
Q = m * c * ΔT
Donde:
Q = energía transferida
m = masa
c = capacidad calorífica
ΔT = cambio de temperatura
Para la barra metálica:
m = 2 kg
c = capacidad calorífica (supongamos 0.5 cal/g°C para simplificar)
ΔT = (100°C - T)
Para el agua:
m = 500 g (0.5 kg)
c = 1 cal/g°C
ΔT = (T - 20°C)
Ahora, igualamos las energías transferidas para encontrar la temperatura de equilibrio:
(m * c * (100 - T)) = (m * c * (T - 20))
Sustituyendo los valores conocidos y resolviendo para T:
(2 kg * 0.5 cal/g°C * (100 - T)) = (0.5 kg * 1 cal/g°C * (T - 20))
1 kg * (100 - T) = 0.5 kg * (T - 20)
100 kg - T kg = 0.5T kg - 10 kg
Sumamos T a ambos lados y sumamos 10 kg a ambos lados:
100 kg + 10 kg = 0.5T kg + T kg
110 kg = 1.5T kg
Dividimos ambos lados por 1.5:
110 kg / 1.5 = T
73.33°C = T
Por lo tanto, la temperatura del sistema en equilibrio térmico será aproximadamente de 73.33°C.