EJERCICIOS EN CLASE1) Calcular la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura a 10 Kg. De cobre de 25 ºC a 125 °C. Datos: m = 10 Kg. = 10000 gr. T1 = 25 °C T2 = 125 °C Ce = 0.094 cal/gr.°C 2) Se mezclaron 5 Kg. de agua hirviendo con 20 Kg. de agua a 25 ºC en un recipiente. La temperatura de la mezcla es de 40 ºC. Si no se considera el calor absorbido por el recipiente. Calcular el calor entregado por el agua hirviendo y el recibido por el agua fría. 3) (a) Se tienen 200 gr. de cobre a 10 °C. ¿Qué cantidad de calor se necesita para elevarlos hasta 100 °C? (b) Si se tienen 200 gr. de aluminio a 10 °C y se le suministra la misma cantidad de calor suministrada al cobre, ¿quién estará más caliente? Cobre: Aluminio: m1 = 200 gr m2 = 200 gr T1 = 10 °C T1 = 10 °C T2 = 100 °C T2 =¿ ? Ce = 0.094 cal/gr.°C Ce = 0.21 cal/gr.°C 4) Un recipiente de aluminio de 2,5 Kg. contiene 5 Kg. de agua a la temperatura de 28 °C. ¿Qué cantidad de calor se requiere para elevarles la temperatura hasta 80 °C? Aluminio: Agua: m1 = 2.5 kg m2 = 5.0 kg T1 = 28 °C T1 = 28 °C T2 = 80 °C T2 =80 °C Ce = 0.21 cal/gr.°C Ce = 1 cal/gr.°C 5) En un recipiente que contiene 5000 gr, de agua a 20 °C se coloca a 100 °C un bloque de hierro de 500 gr. ¿Cuál debe ser la temperatura de equilibrio, si se supone que el recipiente no recibe ni cede calor? Agua: Hierro: m1 = 5 kg m2 = 500 gr T1 = 20 °C T1 = 100 °C T2 = ¿? T2 =¿? Ce = 1 cal/gr.°C Ce = 0.43 cal/gr.°C 6) Calcular las cantidades de calor para elevar la temperatura desde 18 °C hasta 80 °C de; (a) 12 Kg de plomo, (b) 12 Kg de aluminio. Plomo: Aluminio: m1 = 12 kg m2 = 12 kg T1 = 18 °C T1 = 18 °C T2 = 80 °C T2 = 80 °C Ce = 0.03 cal/gr.°C Ce = 0.21 cal/gr.°C 7) ¿Qué cantidad de calor se libera cuando 50 gr de agua contenida en un vaso de aluminio de 40 gr se enfrían en 60 °C? ¿Cuántos gramos de cobre podrán llevarse de 30 °C a 50 °C? Agua: Cobre: m1 = 400 gr m2 = ¿? T1 = 80 °C T1 = 30 °C Tf = 20 °C Tf = 50 °C Ce = 1 cal/gr.000 gr.°C 8) Se tiene un tanque que contiene 20. ¿Qué cantidad de calor se requiere para elevarle la temperatura hasta 80 °C? Hierro: Agua: m1 = 2 kg m2 = 500 kg T1 = 25 °C T1 = 25 °C Tf = 80 °C Tf = 80 °C Ce = 0.°C Ce = 0. Agua: Aluminio: m1 = 50 gr m2 = 12 kg Tf – T1= 60 °C Tf – T1= 60 °C Ce = 1 cal/gr. T1 = 18 °C T1 = 200 °C Tf = ? Tf = ? Ce = 1 cal/gr.°C 11) Un recipiente de hierro de 2 Kg contiene 500 gr de agua.000 gr.°C 9) Con el calor que desprenden 400 gr de agua al pasar de 80 °C 20 °C.°C Ce = 0.°C Ce = 1 cal/gr. T1 = 10 °C Tf = 40 °C Ce = 1 cal/gr. ¿Cuál es la cantidad de calor entregada y recibida por cada una? Agua 1: Agua 2: m1 = 8 kg m2 = 24 kg T1 = 80 °C T1 = 40 °C Tf = 50 °C Tf = 50 °C Ce = 1 cal/gr.21 cal/gr.°C Ce = 1 cal/gr. Agua: absorbe calor Hierro: cede calor m1 = 300 gr m2 = 250 gr.094 cal/gr. de agua a 80 °C con 24 Kg. ¿Cuántas Kilocalorías absorbe cuando se calienta hasta 40 °C. de agua fría a 9 °C.°C 12) En un recipiente se han colocado 10 Kg.115 cal/gr. Determinar la temperatura de equilibrio.115 cal/gr. La temperatura de la mezcla resulto 50 °C. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio de la mezcla? 14) En 300 gr. de agua a 18 °C se introducen 250 gr de hierro a 200 °C. de agua a 60 °C con 20 Kg también de agua a 30 °C. Datos: Agua: m1 = 20. (No considere la energía absorbida por el recipiente).°C . 13) Se mezclan 30 Kg. de agua a 40 °C. ¿Qué masa de agua hirviendo hay que introducirle al recipiente para que la temperatura de la mezcla sea de 30 °C. de agua a 10 °C.°C 10) Se mezclan 8 Kg.°C Ce = 0. ambos a 25 °C. 03 cal/gr. ¿Cuántos gramos de cobre podrán elevar su temperatura de 40 °C a 45 °C? Agua: cede calor Cobre: absorbe calor m1 = 400 gr m2 = ¿? T1 = 80 °C T1 = 40 °C Tf = 20 °C Tf = 45 °C Ce = 1 cal/gr. Metal: cede calor Agua: absorbe calor m1 = 80 gr m2 = 150 gr T1 = 100 °C T1 = 18 °C Tf = 22 °C Tf = 22 °C Ce = ? Ce = 1 cal/gr. ¿Cuál es la temperatura final del plomo y del agua? 19) (Ceplomo = 0. Suponga que el recipiente no recibe calor.115 cal/gr. a 100 °C. de latón a 100 °C en 5 Kg de agua a 1. Determine el calor especifico de ese metal. . ¿Cuál es el calor específico del latón? (Celatón = 0. ¿Cuál es la temperatura final del sistema? (Ce aluminio = 0.094 cal/gr.5 cal/gr.°C) 21) Se tiene un recipiente de hierro de 40 gr que contiene 180 gr de agua a 15 °C. (Cealuminio = 0.°C). (Cehierro = 0.°C 16) Con el calor cedido por 400 gr de agua al pasar de 80 °C a 20 °C.°C) 20) Se tiene un recipiente de aluminio de 450 gr que contiene 120 gr de agua a 16 °C. Dentro de dicho recipiente se coloca 70 gr de perdigones de hierro a 110 °C.21 cal/gr.21 cal/gr.°C Ce = 0. Calcular la temperatura resultante.°C) 25) Calcular la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 200 gr de aluminio.5 kg de agua inicialmente a 18 °C.°C) 22) Se introducen 2 Kg.11 °C.03 cal/gr. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio del bloque y el agua? (Ce cobre = 0.67 °C lográndose una temperatura de equilibrio de 5. (b) De –70 °C a – 40 °C.°C) 23) Se deja caer un bloque de 500 gr de cobre que está a la temperatura de 140 °C dentro de un recipiente que contiene 400 gr de agua a 24 °C. Si dentro del recipiente se deja caer un bloque de hierro de 220 gr a 84 °C. Cuando se coloca en agua cuya temperatura inicial era de 12 °C. (a) De 10 °C a 40 °C.21 cal/gr. ¿Cuál es la masa de agua empleada? (Cealuminio = 0.094 cal/gr.°C) 24) Una pieza de fundición de aluminio de 40 Kg se enfría desde 600 °C hasta 30 °C.15) Se tiene un pedazo de metal de masa 80 gr.115 cal/gr. de calor especifico 1.°C 17) ¿A qué temperatura será necesario calentar 2000 Kg de un liquido.°C) 26) ¿Cuál es el calor especifico de un cuerpo cuya masa es 400 gr si se necesita 80 calorías para elevar su temperatura de 20 °C a 25 °C. si al sumergirlo en 150 gr de agua a 18 °C se obtiene una temperatura de 22 °C. (Ce hierro = 0.°C que está a 20 °C para que sea capaz de desprender 2500000 Kcal? 18) Un pedazo de plomo de 250 gr se calienta hasta 112 °C y se introduce en 0. ¿Qué cantidad de calor cede un trozo de cobre de 2 kg.115 cal/gr. RESOLVER: Cambio de unidades 1. Calcular la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 500 gramos de aluminio desde 20 ºC hasta 120 ºC.3 kJ/kg.°C). Tebullición del agua = 100 ºC. (Cecobre = 0. 6. Ordenar de menor a mayor los siguientes valores de calores específicos a) 0. Calcular: (a) su temperatura final. al enfriarse desde 85ºC hasta 35ºC? 9.°C). Para fundir un cubito de hielo es necesario suministrar un calor de 1600 cal. 8. °C c) 4 J/gr. ºC 7.27) ¿Qué calor desprenden 150 gr de hierro cuando su temperatura desciende de 120 °C a 30 °C? (Cehierro = 0.094 cal/gr.094 cal/gr. 28) ¿Qué variación experimentará la temperatura de una masa de 240 gr de zinc si absorbe 450 calorías? Si la temperatura inicial era de – 30 ºC. ¿Qué cantidad de calor pierden 350 g de agua. Calcular el calor necesario para que su temperatura alcance los 13ºC.°C). Expresar el resultado en cal y en joule. Ce = 1 cal/gr. Dato: calor específico del agua. Calcular la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 100 gramos de agua desde 20 ºC hasta 80 ºC. 2. 29) Se ponen en contacto una masa de cobre de 200 gr a 100 °C y una masa de hierro de 120 gr a 20 °C. °C Cantidad de calor 3. que está a la temperatura de 400 ºC. (b) el calor perdido por el cobre.22 cal/gr. (Cehierro = 0. ºC 5. ¿Qué cantidad de calor es necesario para hacer hervir 2 litros de agua que inicialmente se encontraban a 20º C? Expresar el resultado en cal y en Joule. ºC está a la temperatura de 2ºC.1 cal/gr.18 joules.8 cal/gr. ºC 4.344 kg y un calor específico de 0. °C d) 0. ¿Qué cantidad de calor es necesario suministrar a un trozo de hierro de 36 kg para que su temperatura suba 300 ºC? Dato: Cehierro = 0. si se enfría a 50 ºC? Dato: Cecobre = 0.°C). Una sustancia de masa 0. ºC . Datos: 1 ml de agua corresponde a 1 g de agua. Dato: Ce aluminio = 0.12 cal/gr.094 cal/gr. ¿cuál es la temperatura final? (Cezinc = 0. Expresar el resultado en cal y en joule. °C b) 450 J/kg. (c) el calor ganado por el hierro.115 cal/gr. ¿A cuántos Joules equivale ese calor? Dato: 1 cal = 4. 21. es necesario suministrarle 550 cal. ¿Cuál es el calor específico de la sustancia? 14.45 cal/gr ºC. Una barra de hierro de 10 kg de masa es sacada de la fragua a una temperatura de 900 ºC. si para elevar en 1 Kelvin la temperatura de 1 gr se necesitan 4 Joules? 13. (a)¿Qué cantidad de calor es necesaria para fundir 26 gr de hielo a 0°C? (b)¿Y para solidificar 26 gr de agua? Dato: Calor de fusión del hielo es 2090 J/Kg.5 cal/gr ºC. ¿Cuál es el calor específico del bronce? 12. °K 17. Datos: calor específico del hielo 0. . desprendiendo 2090 J. Calcular cuál será la temperatura de la barra después de haber desprendido 880 kcal. Determinar la cantidad de calor necesaria para transformarlos en vapor a 120 °C. 20. 16.5 kcal. Se utilizan 8360 J para calentar 600 gr de una sustancia desconocida de 15°C a 40°C.2 J/gr.6 J de energía en forma de calor y esto eleva la temperatura de un bloque de aluminio 30 ºC. °K 11. Si la masa del bloque de aluminio es de 200 gr. 19. ¿cuál es el valor del calor específico del aluminio? 15. ¿Cuánto calor se necesita para fundir 100 gr de plomo? Dato: Calor de fusión del plomo 5. calor específico del vapor de agua 0. Se tienen 150 gr de hielo a –15 °C. (b) en agua líquida a 14ºC Dato: (calor de fusión del hielo: 80 cal/gr) 23. ¿Cuál es el calor específico de un agua salada. ¿Qué cantidad de calor desprenden 320 gr de vapor de agua al condensarse a 100°C? Calor latente de vaporización del agua es de 2257. Para hacer hervir 300 gramos de agua ha sido necesario suministrar 25. ¿A qué temperatura estaba el platino? Dato: Ceplatino = 136 J/kg. ¿Cuántos Joules de calor se necesitan para elevar la temperatura de 3 Kg de plomo de 20 °C a 50 °C ? Dato: Ceplomo: 130 J/kg.10. En un experimento se suministran 5517. Para hervir totalmente 550 gr de agua a 100 ºC se necesitan 290000 cal. Determinar el calor latente de ebullición del agua. ¿Qué cantidad de calor habrá que suministrarle a 500 gr de hielo a 0 ºC para convertirlo: (a) en agua líquida a 0 ºC. ¿Cuál era la temperatura inicial del agua? Calor latente 18. 50 gr de platino se enfrían hasta 50 ºC. Para conseguir que la temperatura de una pieza de bronce de 300 gr de masa aumente en 20ºC.5 cal/gr. 22. La madre de una niña le dice que llene la bañera para que tome un baño. A partir de esa información. Determinar cuántos litros de agua fría a 10°C se necesitan para bajar la temperatura hasta 40°C.8 ºC. Si el calor específico del alcohol es de 0. 30. de calor específico 0. 31. Dos masas iguales de agua y de aceite se encuentran respectivamente a 40ºC y 50ºC. .80 cal/gr ºC de calor específico y temperatura inicial de 72 ºC con 600 gr de agua a 57 ºC.Equilibrio térmico 24. con 451 gr de otra sustancia. Determinar la temperatura de equilibrio de la mezcla. determinar la masa de la vasija. Para ello. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio? 28. que inicialmente estaba a 10°C. Se mezclan 100 gr de agua a 60 ºC con 100 gr de agua a 50 ºC. Dato: c aceite = 0.47 cal/gr ºC 29. Calcular la temperatura de la mezcla. ¿Cuánto vale la temperatura de equilibrio? 27. calcular la temperatura final de la mezcla.31 cal/gr º C de calor específico y 78 ºC de temperatura con 200 gr de agua a 12 ºC. a la temperatura de 77 ºC. 35.66 cal/gr. Cuando se mezclan 208 gr de un líquido a 25 ºC con 205 gr de agua a 69 ºC la temperatura de equilibrio resulta ser 51. 400 g de mercurio a 60 ºC son sumergidos en 600 gr de agua a 25ºC. Calcular la temperatura de equilibrio de la mezcla de ambos líquidos. Se mezclan 800 gr de un líquido A de 0. 25. La temperatura de equilibrio es de 25. En 3 litros de agua pura a la temperatura de 10 ºC se introduce un trozo de hierro de 400 gr que está a la temperatura de 150 ºC ¿Qué temperatura adquirirá el conjunto? 26. vierte 5 Kg de agua a 70 °C en el recipiente. 34.36 cal/gr ºC y 55 ºC de temperatura. Calcular el calor específico del mercurio. 32. Se mezclan 584 gr de una sustancia de calor específico 0.ºC. La niña solo abre la llave del agua caliente y se vierten 95 litros de agua a 60°C en la bañera. ¿Qué calor específico tiene el líquido? 33.54 cal/gr ºC. Luego encuentra que la temperatura final del agua (suponemos que estaba en un ambiente aislado) y de la vasija es de 66 °C. Se mezclan 800 g de un líquido de 0. ¿Cuál será la temperatura final de equilibrio cuando 10 gr de leche a 10°C se agregan a 60 gr de café a 90°C ? Suponer que las capacidades caloríficas de los líquidos son iguales a la del agua. Se mezclan 200 gr de agua a 20 ºC con 300 g de alcohol a 50 ºC.9ºC. Un estudiante de física desea medir la masa de una vasija de cobre de una manera muy particular.