Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Energía y Calor

En un calorímetro se colocan 5 kg de agua a 50\ ^oC y 1 kg de hielo a -80\ ^oC. Calcula la temperatura final de la mezcla.

Datos: c_{e_{\text{agua}}} = 4\ 180\ J\cdot kg^{-1}\cdot K^{-1} ; c_{e_{\text{hielo}}} = 2\ 090\ J\cdot kg^{-1}\cdot K^{-1} ; l_{f_{\text{hielo}}} = 334\ 000\ J\cdot kg^{-1}


Un recipiente de aluminio de 450 g de masa contiene 120 g de agua a temperatura de 16\ ^oC. Se deja caer dentro del recipiente un bloque de hierro de 220 g a la temperatura de 84\ ^oC. Calcula la temperatura final del sistema.

Datos: c_e(\ce{H2O}) = 4.18\ \frac{J}{g\cdot ^oC} ; c_e(\ce{Fe}) = 0.45\ \frac{J}{g\cdot ^oC} ; c_e(\ce{Al}) =0.897\ \frac{J}{g\cdot ^oC}


Una esfera de acero de 400 g a una temperatura de 200\ ^oC es sumergida en 3 L de agua a una temperatura de 15\ ^oC. ¿Cuál es la temperatura final del sistema?

Datos: c_e(\text{acero}) = 460\ \frac{J}{kg\cdot K} ; c_e(\text{agua}) = 4\ 186\ \frac{J}{kg\cdot K}


A una pieza de 500 g de bronce se le da calor para que alcance los 250\ ^oC y se pueda modelar. Una vez que dicha pieza tiene la forma deseada se sumerge en agua a 20\  ^oC para que baje su temperatura. Si el cubo de agua contiene 2 litros (2 kg):

a) ¿A qué temperatura queda la pieza de bronce?

b) ¿Cuánto calor absorbe el agua?

Datos: c_e(b) = 92\ \textstyle{cal\over kg\cdot ^oC} ; c_e(a) = 10^3\ \textstyle{cal\over kg\cdot ^oC}


A un vaso con 100 g de agua (c_e = 1\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}), a 20 ^oC, Javiera le añade 100 g de hielo (c_e = 0.5\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}). Si la temperatura final de la mezcla es de 0 ^oC y no existen cambios de fase, ¿a qué temperatura inicial se encontraba el hielo?


¿A qué temperatura se debe calentar una barra de aluminio de 30.2 centímetros cuando está a 20\ ^oC para que varía su longitud en 0.0018 centímetros?

Dato: \alpha_{Al} = 2.31\cdot 10^{-5}\ K^{-1}


Describe con tus palabras los tres tipos de dilatación térmica existentes y menciona un ejemplo de cada una.


¿Por qué notamos más fría una cuchara de metal que una de madera cuando ambas están a temperatura ambiente?


Un pedazo de plomo de 250 g se calienta a 112\ ^oC y se echa en 500 g de agua inicialmente a 18\ ^oC. Despreciando la capacidad calórica del recipiente, ¿cuál es la temperatura final del plomo y el agua?

Datos: c_e(\ce{H2O}) = 4.18\ J\cdot g^{-1}\cdot ^oC}^{-1} ; c_e(\ce{Pb}) = 0.129\ J\cdot g^{-1}\cdot ^oC^{-1}


¿Cuál es la relación entre la energía absorbida o cedida por un sistema y el movimiento de las partículas que lo componen?


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