Temperatura, capacidad calorífica, calor latente, calorimetría

Experimento de joule, equivlente mecánico delcalor

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/joule/joule.htm

Calorímetro

http://www.educaplus.org/ced/calorimetro.html

Guía 6

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; L_fAl= 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 de 1 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? b-¿ Cuánto hielo queda? Lf agua = 3,33 x 10 5 J/kg. Rta: 0 °; 115 g

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) pérdida de la energía cinética de rotación que experimenta la rueda al pararse, d) Si el 40% de esta energía, transformada en calor, se emplea en fundir hielo a 0°C, ¿ qué masa de hielo se fundirá? Rta: 5,21 rad/s²; 1500 vueltas; 616225 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