Energía Térmica y Calor

Problemas y cuestiones sobre temperatura, calor, efectos del calor y termodinámica para alumnos de 1º de Bachillerato.

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Fusión de hielo en un calorímetro de cobre con agua (6331)

Un bloque de hielo de 40 g se enfría hasta los $-71^oC$ y luego se agrega a 590 g de agua en un calorímetro de cobre de 80 g a una temperatura de $27 ^oC$ . Calcula el calor total necesario para fundir el hielo a su temperatura de fusión y explica si dentro del calorímetro, con el agua añadida, es posible que se complete el cambio de estado.

Datos: $c_e(h) = 0.5\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}$ ; $c_e(a) = 1\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}$ ; $c_e(Cu) = 9.2\cdot 10^{-2}\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}$ ; $l_f = 80\ \textstyle{cal\over g}$
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Temperatura de equilibrio al introducir una barra de hierro en agua (6321)

Se calienta una barra de hierro de 210 g y luego se coloca en 100 g de agua en un recipiente aislado. La temperatura del agua aumenta desde los $21.2^oC$ hasta los $53.3^oC$ . ¿Cuál fue la temperatura inicial de la barra de hierro?

Los calores específicos son: $c_e(\ce{Fe}) = 0.449\ \textstyle{J\over g\cdot K}$ ; $c_e(\ce{H2O}) = 4.184\ \textstyle{J\over g\cdot K}$
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Calor de combustión de la xilosa a partir de la capacidad calorífica y la variación T (6262)

Teniendo en cuenta los siguientes datos, obtenidos en la combustión de una muestra de la xilosa $[\ce{C5H10O5(s)}]$ en un calorímetro de bomba, calcula el calor de combustión de la xilosa, expresado en kJ/mol:

La masa de $\ce{C5H10O5(s)}$ son 1.250 g, la capacidad calorífica del calorímetro es $4.728\ \textstyle{kJ\over ^oC}$ , la temperatura inicial del calorímetro es $24.37^oC$ y la temperatura final del calorímetro es $28.29^oC$ .
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Capacidad calorífica de un calorímetro de bomba (6259)

Después de pasar por la combustión en un calorímetro de bomba, una muestra emite 5 435 cal. El calorímetro experimenta un aumento de $4.27\ ^oC$ en su temperatura. Con esta información, determina la capacidad calorífica del calorímetro en $kJ/^oC$ .
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Capacidad calorífica de un calorímetro de bomba en el que se quema naftaleno (6258)

Determina la capacidad calorífica del calorímetro de bomba si la combustión de 1.714 g de naftaleno, $\ce{C10H8(s)}$ , provoca un aumento de la temperatura de $8.44\ ^oC$ del sistema. El calor de combustión del naftaleno es $-5\ 156\ kJ/mol$ .