TEMPERATURA Y CALOR

TEMPERATURA Y CALOR
EJERCICIOS
𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗  𝑇
CALOR PARA EL CAMBIO DE TEMPERATURA (LAS TEMPERATURAS CAMBIAN)
𝑄 = 𝑚 ∗ 𝐿(𝐹𝑈𝑆𝐼𝑂𝑁 𝑂 𝑉𝐴𝑃𝑂𝑅𝐼𝑍𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁) CALOR PARA CAMBIO DE FASE (LAS TEMPERATURAS DEBEN
SER IGUALES)
1. CALCULAR LA CANTIDAD DE CALOR NECESARIO PARA ELEVAR LA TEMPERATURA DE 10 KG DE
COBRE DESDE UNA TEMPERATURA DE 25°C A 125°C.
𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗  𝑇
DATOS:
MASA cobre = 10 kg = 10000 g
To = 25°C
Tf = 125°C
Ce (COBRE) = 0.09 cal/g*°C
REEMPLAZANDO:
𝑄 = 0.09 ∗ 10000 ∗ (125 − 25)°𝐶
𝑄 = 90 000 𝑐𝑎𝑙
2.- SE MEZCLARON 5KG DE AGUA HIRVIENDO CON 20KG DE AGUA A 25°C EN UN RECIPIENTE. LA
TEMPERATURA DE LA MEZCLA ES DE 40°C. SI NO SE CONSIDERA EL CALOR ABSORBIDO POR EL
RECIPIENTE. CALCULAR EL CALOR CEDIDO POR EL AGUA HIRVIENDO Y EL RECIBIDO POR EL AGUA FRIA.
AGUA HIRVIENDO. El cuerpo que sede calor por tanto va a disminuir su temperatura desde 100°C hasta
los 40°C.
𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗  𝑇
𝑄=
1𝑐𝑎𝑙
1000𝑔
∗ (5𝑘𝑔 ∗
) ∗ (40°𝐶 − 100°𝐶)
𝑔 ∗ °𝐶
1𝑘𝑔
𝑄 = 300 000 𝑐𝑎𝑙
𝑄 = 300 𝑘𝑐𝑎𝑙
AGUA FRIA. - Es el líquido que recibe calor, o es el que aumenta la temperatura desde los 25°C hasta
40°C.
𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗  𝑇
𝑄=
1𝑐𝑎𝑙
1000𝑔
∗ (20𝑘𝑔 ∗
) ∗ (40°𝐶 − 25°𝐶)
𝑔 ∗ °𝐶
1𝑘𝑔
𝑄 = 300 000 𝑐𝑎𝑙
𝑄 = 300 𝑘𝑐𝑎𝑙
Respuesta. - el calor recibido es igual al calor cedido.
3.- SE TIENE 200 g DE COBRE A 10°C ¿QUE CANTIDAD DE CALOR SE NECESITA PARA ELEVARLO HASTA
100°C? SI SE TIENEN 200G DE ALUMINIO A 10°C Y SE LE SUMINISTRA LA MISMA CANTIDAD DE CALOR AL
COBRE. ¿Quién ESTARA MAS CALIENTE?
DATOS:
M1 (cobre)= 200 g
T1 = 10 º C
T2 = 100º C
Ce(cobre) = 0.09 cal/g*°C
𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗  𝑇
𝑄=
0.09 𝑐𝑎𝑙
∗ (200 𝑔 ) ∗ (100°𝐶 − 10°𝐶)
𝑔 ∗ °𝐶
𝑄 = 1620 𝑐𝑎𝑙
𝑄 = 1.620 𝑘𝑐𝑎𝑙
Para el ALUMINIO:
M1 (Al)= 200 g
T1 = 10 º C
T2 = ¿?
Ce(Al) = 0.21 cal/g*°C
Q = 1620 𝑐𝑎𝑙
𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗  𝑇 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑜)
𝑄
=∗ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑜)
𝐶𝑒 ∗ 𝑚
𝑄
+ 𝑇𝑜 = 𝑇𝑓
𝐶𝑒 ∗ 𝑚
𝑇𝑓 =
𝑄
+ 𝑇𝑜
𝐶𝑒 ∗ 𝑚
𝑇𝑓 =
1620 𝑐𝑎𝑙
+ 10º𝐶
cal
0.21 g ∗ ºC ∗ 200g
𝑇𝑓 = 48.57 º𝐶
Respuesta el cobre está más caliente, con más temperatura.
4.- EN UNA ESCUELA PREPARATORIA UNA VENTANA DE VIDRIO TIENE UN ÁREA DE 1.4 M2, SI LA
TEMPERATURA ESTA A 21ºC. ¿Cuál SERA SU AREA FINAL AL AUMENTAR LA TEMPERATURA A 35ºC?
() DILATACION LINEAL, cuando aumenta longitud, pero su área es la misma.
0.02m2
0.02m2
L final
L inicial
() DILATACION superficial, cuando aumenta el área.
0.02m2
0.2m2
 =2∗
𝐴𝑓 = 𝐴𝑜 (1 +  ∗ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑜)
Datos :
Ao= 1.4 m2
vidrio= 14.6 x 10 -6 ºC^-1
Tf= 35 ºC
To= 21 ºC
𝐴𝑓 = 1.4 𝑚2 (1 + 14.6 x 10 − 6 ºC^ − 1 ∗ (35º𝐶 − 21º𝐶)
𝐴𝑓 = 1.400286 𝑚2
5.- DETERMINE LA CANTIDAD DE CALOR PARA DERRETIR 10 G DE HIELO A -10ºC
T fusión= 0 ºC (agua)
To= -10ºC
Masa = 10 g
Ce = 0.5 cal/g*°C (hielo)
Lf = 80 cal/g
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 + 𝑄 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑠𝑒
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗  𝑇 + 𝑚 ∗ 𝐿𝑓
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0.5
cal
𝑐𝑎𝑙
∗ °C ∗ 10𝑔 ∗ (0º𝐶 + 10º𝐶) + 10𝑔 ∗ 80
g
𝑔
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 850 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎𝑠