.jpeg)
1. Calcular la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura a 10kg de cobre de 25°C a 125 °C
Datos :
Q = ?
M = 10kg = 10.000 g
T¹ = 25°C
T² = 125°C
Ce = 0,09cal/g.°C
Solución :
La cantidad de calor la calculamos atra vez de la ecuación :
Q = m . Ce . ( T² - T¹)
Q = 10000g . 0,09cal/g.°C ( 125°C - 25°C )
Q= 90.000 Cal
Para elevar la temperatura de 25°C hasta 125°C se necesita 90.000 Calorías
2. Se mezclaron 5kg de agua hirviendo con 20kg de agua a 25°C en un recipiente. La temperatura de la mezcla es de 49°C . Si no se considera el calor absorbido por recipiente .Calcular el calos entregado por el agua hirviendo y recibido por el agua fría.
Datos:
Agua hirviendo:
Ce = 1Cal/g.°C
Q¹ = ?
M¹= 5kg = 5000g
T¹ = 100°C
T²=40°C
Agua fría:
Q² = ?
M² = 20kg = 20.000g
T¹ = 25°C
T²= 40°C
Ce = 1 cal/g.°C
Solución:
En este caso el cuerpo más caliente cede calor y el cuerpo más frío absorbe el calor
El agua hirviendo a disminuido su temperatura desde 100°C hasta 40°C por lo tanto la cantidad de calor es
Q¹ = m¹ . Ce ( Tm - T¹ )
Q¹ = 5000g . 1cal/g°C ( 40°C - 100°C )
Q¹ = -300.000 cal
El signo negativo significa que hubo disminución de temperatura de la sustancia ,es decir , desprendimiento de calor
El agua fría aumento la temperatura de sde 25°C hasta 40°C ,por lo tanto la cantidad de calos recibido es :
Q² = m² . Ce . ( Tm - T² )
Q² = 20.000g . 1cal/g.°C . (40°C - 25°C)
Q²= 300.000cal
El signo es positivo significa que hubo aumento de temperatura de la sustancia,es decir ,absorción de calor .
Si no existe perdida de calor hacia el exterior de la mezcla entre un cuerpo A y B e,El calor absorbido por un cuerpo A es de igual valor pero de signo opuesto,que el calor desprendido por el otro cuerpo B
3. Se tiene 200 g de cobre a 10°C .¿Que cantidad de calor necesita para elevarlos hasta 100 °C? .Si tienen 200 g de aluminio a 10°C y se le suministra la misma cantidad de calor suministrada al cobre .¿Quién estará más caliente?
Datos:
Mc= 200g
T¹= 10°C
T²= 100°C
Ce= 0,09cal/g.°C
Solución:
La cantidad de calor para llevar 200 g de cobre desde 10°C hasta 100°C es:
Q = m . Ce .( Tm - T¹)
Q = 200g . 0,09cal/g.°C .(100°C - 10°C)
Q = 18cal/g.°C . 90°C
Q = 1620cal
El calor específico del aluminio es 0,21 cal/g°C , mayor que el del cobre. Esto significa que a la misma masa, se necesita más calor para elevar la temperatura del aluminio en 1°C , por lo tanto a 100°C estará más caliente el cobre.
4. En un recipiente, que contiene 5000 g de agua a 20 °C, se coloca a 100 °C un bloque de hierro de 500 g. ¿Cuál debe ser la temperatura de equilibrio si se supone que el recipiente no recibe ni cede calor?
Datos:
Agua
Ma = 5000 g
T₁ = 20 °C
Ce = 1cal/g°C
T = ?
Hierro mh = 500 g.
T₁ = 100 °C
Ce = 0,11cal/g.°C
T = ?
Solución:
En este caso es necesario notar los siguientes aspectos:
• El cuerpo de mayor temperatura (hierro) cede calor.
• El cuerpo de menor temperatura (agua) absorbe calor.
Llegará un momento en que habrá una temperatura de equilibrio que llamaremos "T", la cual será mayor que la del agua, pe- ro menor que la del hierro.
La cantidad de calor absorbida por el agua será:
Qa = m . Ce . (T - T¹)
Qa =5000g . 1cal/g.°C .( T - 20°C)
Qa =5000g cal/g.°C . ( T - 20°C)......(1)
La cantidad de calor cedida o desprendida por el hierro será:
Qh = mh . Ce . ( T - T¹)
Qh = 500g . 0,11cal/g.°C . ( T - 100°C)
Qh = 55cal/g.°C (T - 100°C) ......(2)
Como la cantidad de calor absorbida por el agua debe ser igual valor pero de signo contrario la cantidad de calor cedida por el hierro podemos igualar (1) y (2) ,escribiéndose :
Qa = -Qh
sustituyendo se tiene que :
5000 Cal/g.°C (T-20°C) = -55 Cal/g.°C (T-100 °C)
Simplificando y aplicando propiedad distributiva en cada uno de los miembros de la igualdad nos queda:
5000 T-100000°C = -55 T+ 5500 °C
Agrupando, en el primer miembro, los términos que tienen T nos queda:
5000 T + 55T = 5500 °C + 100000 °C
5055 T = 105500 °C
Despejando T, tenemos que:
T = 105500 °C / 5055
T = 20,87 °C
Comentarios
Publicar un comentario