Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Energía y Calor

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

Datos: c_e^a = 4\ 180\frac{J}{kg\cdot K} ; c_e^h = 2\ 090\frac{J}{kg\cdot K} ; l_f^h = 334\ 000\frac{J}{kg}


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

Datos: c_e(H_2O) = 4,18\frac{J}{g\cdot ^\circ C} ; c_e(Fe) = 0,45\frac{J}{g\cdot ^\circ C}


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\ ^\circ C y se echa en 500 g de agua inicialmente a 18\ ^\circ C. Despreciando la capacidad calórica del recipiente, ¿cuál es la temperatura final del plomo y el agua?

Datos: c_e(H_2O) = 4,18\frac{J}{g\ ^\circ C} ; c_e(Pb) = 0,129\frac{J}{g\ ^\circ C}


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


Una barra de cobre tiene una longitud de 20 m, a la temperatura de 30^oC. ¿Cuál será la nueva longitud si la temperatura asciende a 90^oC?
Dato: \alpha = 17\cdot 10^{-6}\ ^oC^{-1}.


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