Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Energía térmica y calor

Una cubitera contiene 20 cubitos de hielo de 50\ cm^3 cada uno. Se coloca agua a 10\ ^oC hasta llenarla. ¿Cuánto calor debe ceder el agua para transformarse en hielo a -20\ ^oC?

Datos: c_e(\text{agua}) = 1\ \textstyle{kcal\over kg\cdot ^oC} ; l_f = 80\ \textstyle{kcal\over kg} ; c_e(\text{hielo}) = 0.8\ \textstyle{kcal\over kg\cdot ^oC} ; \rho(\text{agua}) = 1\ \textstyle{kg\over dm^3}


Calcula la cantidad de calor que deben ceder 5 litros de agua a 70^oC para obtener hielo a 5^oR.

Datos: c_e(a) = 4,18\ \textstyle{kJ\over {kg\cdot ^oC}} ; c_e(h) = 2,1\ \textstyle{kJ\over {kg\cdot ^oC}} ; l_f = 334\ \textstyle{kJ\over kg}


¿Cuál es la energía requerida para llevar 20 libras de hielo, que está a - 20^oC, a vapor de agua a 120 ^oC?

Datos: c_e(hielo) = c_e(vapor) = 2.1\frac{J}{g\cdot ^oC} ; c_e(agua) = 4.18\frac{J}{g\cdot ^oC} ; l_f = 334.4\frac{J}{g} ; l_{vap} = 2.27\cdot 10^3\frac{J}{g}


En 40 mL de agua con una temperatura de 22^oC se diluyen 5 g de hidróxido de sodio, lo que incrementa la temperatura del agua en 8^oC. Tomando como densidad del agua 1 g/mL y como calor específico del agua 4,184\ J/g\cdot ^oC, determina:

a) La temperatura final.

b) Tipo de proceso que se ha dado.

c) Calor de dilución.

d) La capacidad calorífica específica del NaOH, utilizando los datos indicados en el ejercicio.

e) La capacidad calorífica molar del NaOH, utilizando los datos indicados en el ejercicio.


Un alimento muestra en su etiqueta que el contenido energético es de 1 245 kJ por cada 100 g de producto. ¿Cuántas calorías ingerimos si tomamos 45 g de producto?

(Dato: Las calorías dietéticas equivalen a kcal físicas).


Calentamos un trozo de aluminio de 330 g hasta los 315\ ^oC y después lo sumergimos en un recipiente con 3 L de agua que está a 20\ ^oC. ¿Cuál será la temperatura final del agua?

Datos: c_e(\ce{H2O}) = 4\ 180\ J\cdot kg^{-1}\cdot K^{-1} ; c_e(\ce{Al}) = 896\ J\cdot kg^{-1}\cdot K^{-1} ; d(\ce{H2O}) = 1\ kg\cdot L^{-1}.


En un recipiente cuya capacidad calorífica es de 10\ \textstyle{cal\over ^oC} se tienen 20 g de agua a 18 ^oC. ¿Qué cantidad de calor se requiere para lograr hervir el agua?


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.


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.


Compara la cantidad de calor que debe suministrar a 1 000 g de agua para que su temperatura varíe de 40\ ^o C a 70\ ^o C, con la cantidad de calor que se debe suministrar a 100 g hierro para que su temperatura varíe entre mismos valores.


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