Universidad de Concepción del Uruguay
Ingeniería Agronómica
Física
Guía 7
Temperatura,
capacidad calorífica, calor latente, calorimetría
1)¿A qué temperatura coinciden
las indicaciones del termómetro centígrado y el Fahrenheit? Rta: -40 °C.
2)La temperatura de ebullición
del oxígeno es de 90,19 K. Determine dicha temperatura en las escalas Celsius y
Fahrenheit. Rta: -182,81°C; -297 °C.
3)El cero absoluto de temperatura
equivale a – 273,16 °C. Calcular: a)La temperatura del cero absoluto en grados
Fahrenheit. B)El intervalo que existe entre el cero absoluto y el punto de
fusión del hielo en la escala Fahrenheit. Rta: -459,69 °F, 491,69°F.
4)Se utilizan 2 Kcal para
calentar 600 g de una sustancia desconocida de 15°C a 40°C.¿Cuál es el calor
específico de la sustancia? Rta: 0,13333 cal/ g °C.
5)Una pieza de cadmio de 50 g
esta a 20 °C, si se agregan 400 cal al cadmio. ¿Cuál es su temperatura final?
Ce cadmio: 0,055 cal/g °C
6) Un trozo de 300 g de cobre se
calienta en un horno y en seguida se deja caer en un calorímetro de 500 g de aluminio
que contiene 300 g de agua, si la temperatura dl agua se calienta de 15°C a
30°C,¿cuál era la temperatura inicial del cobre?( suponga que no se pierde
calor) ¿ Cuánto calor se debe agregar a 20 g de aluminio a 20 °C para fundirlo
completamente? Ce Al = 0,215 cal/g °C; Ce H2O 1 cal /g
°C; Ce Cu 0,0 924 cal/g °C; LfAl= 3,97 x 105J/kg
a 600 °C. Rta 250,51 °C; 4657,6 cal.
7) Un recipiente de espuma de
estireno contiene 200 g de mercurio a 0 °C, a esto se le agrega 50 g de alcohol
etílico a 50 °C y 100 g de agua a 100 °C, a) ¿Cuál es la temperatura final de
la mezcla? B)¿ Cuánto calor fue ganado o perdido por el mercurio, el alcohol y
el agua? CeHg= 0,033 cal/g°C; alcohol etílico 0,58 cal /g °C y se desprecia la
capacidad térmica de la espuma de estireno. Rta: 84,43 °C; 557,301 cal; 998,746
cal; 1556,05 cal.
8) Un bloque del Kg de cobre a
20°C, se deja caer en un recipiente con nitrógeno líquido el cual
está hirviendo a 77 K. Suponiendo que el recipiente está aislado térmicamente
de los alrededores, calcule el número de litros de nitrógeno que se evaporan
durante el tiempo que tarda el cobre en llegar a 77 K. Ce Cu= 0,0924 cal/g °C;
Lv = 48 Cal/g; y una densidad de 0,8 g/cm3. Rta: 520,1 x 10-3 L
9) En un recipiente aislado se
agregan 250 g de hielo 0°C a 600 g de agua a 18°C. a) ¿Cuál es la temperatura
final del sistema? Ce Pb= 0,0305 cal /g °C. Rta: 57,6 cal; 629,5 °C.
10)Una bala de plomo de 3 g que
viaja con rapidez de 400 m/s se detiene en un árbol. Si toda su energía cinética
se transforma en energía térmica, encuentre el incremento en la temperatura de
la bala. Ce Pb = 0,0305 cal/g °C. Rta: 57,6 cal; 629,5 °C
11) Una rueda de 50 kg de masa y
50 cm de radio, gira con una velocidad de 3000 rpm. Sobre la periferia se aplica
una fuerza constante que la hace parar en un minuto. Calcular: a) valor y signo
de la aceleración angular, b) número de vueltas que da la rueda en el minuto
considerado, c) valor de la fuerza aplicada, d) pérdida de la energía cinética
de rotación que experimenta la rueda al pararse, e) Si el 40% de esta energía,
transformada en calor, se emplea en fundir hielo a 0°C, ¿ qué masa de hielo se
fundirá? Rta: 5/3 π rad/s2; 1500 vueltas; 125/3 π N; 62500
π2 J; 738 g.
12)Para enfriar 100L de agua de 90 °C
a 10°C, contenido en un depósito, se hace pasar a través de un tubo en
serpentín agua a 0°C. Después de su recorrido, el agua del tubo sale a 10 °C y
pasa 2 L de agua por segundo. ¿Cuánto tiempo pasará para que toda el agua del
depósito esté a 10°C? Rta: 6 min 40 s.
13) Calcular la cantidad de calor
consumido por 3 Kg de hielo que está a -20 °C para transformarlo íntegramente en vapor y calentarlo hasta 150
°C. Ce hielo 0,5 cal/g °C; Ce vapor 0,45 cal/g°C; Lf hielo = 80/g; Lv agua= 540
Cal/g. Rta: 9459 x 103J
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