taller de calorimetria.2 a - bi

UNIDAD EDUCATIVA FISCAL
VEINTIOCHO DE MAYO
TALLER DE EQUILIBRIO TÉRMICO O CALORIMETRÍA
1.- Se mezcla cierta masa de agua a 20 0C con una masa doble de agua a 50 0C.
Cuál es la temperatura final.
a) 40 0C
b) 30 0C
c) 20 0C
d) 50 0C
e) 55 0C
2.- En qué proporción debe mezclarse dos masas de agua, la una a15 0C y la otra a
100 0C, para que la mezcla resulte en 40 0C. (Sugerencia. x = primera masa de
agua, y = segunda masa de agua)
a) x/y = 4/3
b) x/y = 1/2
c) x/y = 12/5
d) x/y = 8/5
e) x/y = 5/12
3.- A que temperatura debe estar un galón de agua para que al mezclarse con dos
litros de agua hirviendo a 1000C, la mezcla resulte de 500C.
a) 10 0C
b) 15 0C
c) 25 0C
d) 30 0C
e) 35 0C
4.- Un calorímetro de aluminio (Cp = 0,20 cal/g0C) de 50g contiene 200g de un cierto
líquido a la temperatura de 25 0C. Se vierten dentro del calorímetro 20g del mismo
líquido a la temperatura de 850C. Cuál es el calor específico del líquido en cal/g0c si
la temperatura final es 300C.
a) 0,2
b) 0,3
c) 0,4
d) 0,5
e) 0,6
5.- Un estudiante deja caer dos objetos metálicos en un recipiente de acero
(0.10cal/gºC) de 120g que contiene 150g de agua a 25ºC. Uno de los objetos es un
cubo de cobre (0.10cal/gºC) de 200g cuya temperatura inicial es de 85ºC, y el otro
es un trozo de aluminio (0.20cal/gºC) que inicialmente esta a 5ºC. Para sorpresa del
estudiante, el agua alcanza una temperatura final de 25ºC, exactamente la que tenía
al principio. La masa del trozo de aluminio es:
a) 0.26kg
b) 1.89kg
c) 2.44kg
d) 3.22kg
e) 4.53kg
6.- Un bloque de metal de 150g calentado a 100 0C se introduce en un calorímetro
de aluminio de 50g que contiene 200 g de agua a 25 0C, cual es el calor especifico
del metal en cal/g0C, si la temperatura final es de 300C?
a) 0.1
b) 0.2
c) 0.3
d) 0.4
7.- Se calientan perdigones de plomo, cada uno con una masa de 1g a 200°C.
¿Cuántos perdigones se deben agregar a 500g de agua que inicialmente está a
20°C para que la temperatura de equilibrio sea de 25°C?
R: 467 perdigones
8.- ¿Qué masa de agua a 25°C debe alcanzar el equilibrio térmico a una barra de
oro de 3kg a 100°C para reducir la temperatura de la barra a 50°C?
R: 185g
9.- Si hay 200g de agua en un recipiente de aluminio de 300g a 10°C y se vierten
100g más de agua a 100°C en el recipiente, ¿Cuál es la temperatura final de
equilibrio de la mezcla?
R: 35°C
10.- Se desea enfriar unas piezas de hierro de 500°F a 100°F dejándolas caer en
agua cuya temperatura inicial es de 75°F. Suponiendo que todo el calor del hierro se
transfiere al agua y que nada de ella se evapora, ¿Cuántos kilogramos de agua se
necesitan por kilogramo de hierro?
R: 1.7kg
TALLER DE DILATACIÓN O EXPANSION TERMICA
1.- Se tiene dos esferas, una de aluminio y la otra de latón, cada esfera tiene 100cm
de radio y sus temperaturas son de 5ºC. Se encuentran separadas a 5,28mm. A que
temperatura se las debe de calentar para que se junten?
a) 80ºC
b) 90ºC
c) 110ºC
d) 125ºC
e) 130ºC
2.- Se quiere proteger un cañón de latón k = 20 x10 -6 0C-1 de 100,12mm de diámetro
externo a 20 0C con un cilindro de acero k = 12 x10-6 0C-1 de 100mm de diámetro
interno a 200C. Hasta que temperatura debe calentarse el cilindro de acero para que
pueda rodar al cañón.
a) 100 0C
b) 110 0C
c) 120 0C
d) 130 0C
e) 140 0C
3.- Una esfera de plomo tiene un diámetro 0.050% más grande que el diámetro
interior de un anillo de acero cuando cada cuerpo está a una temperatura de 70°C.
Así, el anillo no permite el paso de la esfera. ¿A qué temperatura común la esfera
pasará justamente por el anillo?
R: 41°C
4.- Una barra de latón de longitud "L" se estira L/500 con el calor que se le
suministra. Si su coeficiente de dilatación lineal es 0.000019ºC -1. Calcular la
temperatura que debe incrementarse.
R: AT = 105.26°C
5.- En la siguiente figura, están dos varillas de aluminio y cobre las cuales miden 1m
de longitud estando a 20ºC y están separadas a 1mm ¿A qué temperatura se debe
elevar para que las dos varillas se junten?
a) 40ºC
b) 45ºC
c) 50ºC
d) 55ºC
e) 60ºC
6.- Un delgado casco esférico de plata tiene un radio interior de 1.5cm cuando la
temperatura es de 25°C. El casco se calienta a 135°C. Encuentre a) el cambio de
radio y b) el cambio de volumen interior del casco.
R: 3.1x10-3 cm; 8.9x10-2 cm3.
7.- Un vaso de vidrio suave tiene un diámetro interior igual a 10cm, y se llena hasta
el borde con 800cm3 de mercurio puro a 95°C. ¿Cuánto cambiara el nivel si la
temperatura baja a 0°C?
R: -1.5mm
8.- Un vaso de Pyrex se llena hasta el borde con 100cm 3 de agua a 10°C. ¿Cuánta
agua derramará al elevar la temperatura del conjunto a 50°C?
R: 0.79x10-6 m3
9.- Un bloque de hierro tiene una vieja etiqueta pegada que dice que su densidad es
de 7.85g/cm3; a 20°C y su coeficiente de dilatación volumétrica es de 36x10-7ºC--1
¿Cuál será su densidad a 0°C?
R: 7.9x103 kg/m3
10.- Un recipiente de vidrio ordinario (k = 9x10-6 0C-1) contiene 1360g de mercurio
(k = 180x10-6 0C-1) a 200C y está completamente lleno. Si la temperatura sube hasta
120 0C. Que cantidad de mercurio se derrama en cm3.
a) 1,53
b) 2,48
c) 3,7
d) 4,83
e) 5,92
11.- Una vasija de vidrio está llena justamente con 1litro de serpentina a 50ºF. Hallar
el volumen del líquido que se derrama si se calienta hasta 86ºF. El coeficiente de
dilatación lineal del vidrio vale 9x10-6ºC-1 y el de dilatación cúbica de serpentina es
97x10-6ºC-1.
a) 19cm3
b) 20cm3
c) 21cm3
d) 22cm3
e) 23cm3