Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Energía Térmica y Calor

A 100 g de agua cuya temperatura es de 15 ^oC se agregan 50 g de agua a 30 ^oC. A la mezcla anterior se le agregan 75 g de agua a 20 ^oC y 375 g de agua a 4 ^oc y una masa M de agua para obtener un litro de agua a 36 ^oC. ¿Cuál es la temperatura inicial de la masa M de agua?


Se tienen 100 g de hielo a -20\ ^\circ C que son calentados con 10 kcal. Determina la temperatura final del sistema.
Datos: c_e(h) = 0,5\frac{cal}{g\cdot ^\circ C} ; c_e(a) = 1\frac{cal}{g\cdot ^\circ C} : l_f = 80\frac{cal}{g}


Se pone en contacto un objeto de oro cuya masa es de 3 kg, con una temperatura de 100^oC, con otro objeto de aluminio con una masa de 1 kg, cuya temperatura inicial es de 25^oC. ¿Cuál será la temperatura final del sistema?
Datos: c_e(Au) = 0,031\ cal\cdot g^{-1}\cdot ^oC^{-1} ; c_e(Al) = 0,214\ cal\cdot g^{-1}\cdot ^oC^{-1}


En un recipiente aislado se tiene una mezcla de 50 g de hielo con 200 g de agua en equilibrio a 0^oC. Si se sumerge un trozo de 200 g de Cu a 200^oC, calcula la temperatura final del sistema y el calor transferido por el cobre.

Datos: l_f(h) = 80\frac{cal}{g} ; c_e(agua) = 1,0\frac{cal}{g\cdot ^oC} ; c_e(Cu) = 0,09\frac{cal}{g\cdot ^oC}.


Si se mezclan en un recipiente aislado 0,9168 kg de hielo en escama a -4\ ^\circ C y 4,365 kg de agua de mar líquida a 3\ ^\circ C. ¿Cuál será la temperatura final de la mezcla?
Datos: c_e(hielo) = 0,5\frac{kcal}{kg\cdot ^\circ C} ; c_e(agua\ mar) = 0,94\frac{kcal}{kg\cdot ^\circ C} ; l_f = 80\frac{kcal}{kg}


Una esfera de plomo de 60 g que estaba a 120 ^oC se introduce en un calorímetro de latón, cuya masa es de 30 g y contenía 10 g de agua. Una vez que el sistema llegó al equilibrio térmico, su temperatura fue de 25 ^oC. Determina la temperatura inicial del calorímetro y de la masa de agua.

Datos: c_e(\ce{Pb}) = 0.13\ \textstyle{J\over g\cdot ^oC} ; c_e(\ce{lat}) = 0.393\ \textstyle{J\over g\cdot ^oC} ; c_e(\ce{H2O}) = 4.18\ \textstyle{J\over g\cdot ^oC}


Un calentador de líquidos eléctrico tiene una potencia de 1 500 W. Si se añade 1 litro de agua a 20\ ^\circ C, ¿cuántos minutos tardará en comenzar a hervir el agua?


Una maquina térmica instalada en una industria consume 200 kg de carbón cada hora. El poder calorífico de carbón es de 13\cdot 10^3\ \textstyle{kcal\over kg} . La máquina es poco eficiente y genera gran impacto ambiental, siendo su rendimiento del 35 \% . Calcula para cada hora:

a) El trabajo realizado por la maquina térmica.

b) El calor que se pierde en el foco frío.


Un calorímetro, cuyo calor específico es 0.08\ \textstyle{J\over g\cdot ^oF}, tiene una masa de 500 g y contiene 120 g de aceite, con un calor específico de 0.8\ \textstyle{J\over g\cdot ^oF}. Si por acción de un motor provisto de un sistema mecánico la temperatura del conjunto calorímetro-aceite aumenta 10^oF, calcula el trabajo realizado por el motor.


Una taza de agua de 100 g de porcelana (c_e = 0,15\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}) contiene 300 g de agua a 10^oC. ¿Cuánto vapor a 100^oC se debe mezclar con el agua fría para que la mezcla tenga una temperatura de 80^oC?

El calor latente de vaporizacion del agua es de 540\ \textstyle{cal\over g} y su calor específico es 1\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}.


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