Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Energía Térmica y Calor

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 .


a) Se tienen 200 g de cobre a 10\ ^\circ C. ¿Qué cantidad de calor se necesita para elevarlos hasta 100\ ^\circ C?
b) Si se tienen 200 g de aluminio a 10\ ^\circ C y se les suministra la misma cantidad de calor que al cobre, ¿cuál estará más caliente?
Datos: c_e(Cu) = 0,09 \frac{cal}{g\cdot ^oC} ; c_e(Al) = 0,21 \frac{cal}{g\cdot ^oC}


Un cuerpo de 200 g que está a una temperatura de 120^oC se introduce dentro de un calorímetro de \pi = 30\ g que contiene 500 g de agua a 15^oC. Si la temperatura de equilibrio resulta de 20^oC, calcula el calor específico del cuerpo.


Se calentó una muestra de 25 g de una aleación hasta 100^oC y se sumergió en un recipiente con 90 g de agua a 25,32^oC. La temperatura del agua aumentó hasta un valor final de 27,18^oC. Despreciando las pérdidas caloríficas hacia el ambiente y la capacidad calorífica del recipiente, ¿cuál es el calor específico de la aleación?

c_e(agua) = 4,18\frac{J}{g\cdot ^oC}


Se determina el calor específico de una sustancia C en un calorímetro que tiene inicialmente 200 g de agua a 27 \ ^oC. Si la muestra de C tiene una masa de 89 g y su temperatura inicial es de 100 \ ^oC, ¿cuál es su calor específico si la temperatura de equilibrio es de 29^oC?

Calor específico del agua: 1\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}.


Un trozo de cobre de 1.2 kg y calor específico 9.3\cdot 10^{-2}\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}, a la temperatura de 212^oF, se sumerge en un recipiente metálico, de masa 0.30 kg, que contiene 200\ cm^3 de agua a la temperatura de 68^oF. Si la temperatura de equilibrio de la mezcla es de 96^oF y consideramos que el calor específico del agua es 1\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}:

a) ¿Cuántos sistemas están involucrados en esta mezcla? De ellos indica claramente quién cede y quién absorbe calor.

b) Escribe, de forma literal, el principio de mezclas para este ejercicio.

c) Calcula el calor específico del metal que constituye el recipiente, realizando las transformaciones de unidades que necesites.


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(ag) = 1\ \textstyle{kcal\over kg\cdot ^oC} ; l_f= 80\ \textstyle{kcal\over kg} ; c_e(h) = 0.8\ \textstyle{kcal\over kg\cdot ^oC} ; \rho(ag) = 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.


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