Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Energía Térmica y Calor

En un vaso de cobre, cuya masa es de 1.5 kg, que contiene un bloque de hielo de 10 kg a la temperatura de -10 ^oC, se inyectan 5 kg de vapor de agua a 100 ^oC. Determina el estado de la mezcla.

Datos: c_e(Cu) = 397\ \textstyle{J\over kg\cdot K} ; c_e(h) = 2\ 090\ \textstyle{J\over kg\cdot K} ; c_e(v) = 4\ 180\ \textstyle{J\over kg\cdot K} ; l_f = 334\ 400\ \textstyle{J\over kg}


Se calienta una barra de hierro de 210 g y luego se coloca en 100 g de agua en un recipiente aislado. La temperatura del agua aumenta desde los 21.2^oC hasta los 53.3^oC. ¿Cuál fue la temperatura inicial de la barra de hierro?

Los calores específicos son: c_e(\ce{Fe}) = 0.449\ \textstyle{J\over g\cdot K} ; c_e(\ce{H2O}) = 4.184\ \textstyle{J\over g\cdot K}


Un trozo de plomo, de masa 200 g, se calienta a 90\ ^o C y se echa a 500 g de agua que están a 20\ ^o C. Determina la temperatura final del plomo y del agua.

Datos: c_e(\ce{Pb}) = 0.03\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC} ; c_e(\ce{H2O}) = 1\ \textstyle{cal\over g\cdot ^oC}


Un recipiente de cobre, que tiene una masa de 500 g, contiene 150 g de agua a 30 ^oC. Se sumerge en el agua una esfera de plata de 250 g a 100 ^oC. Calcula la temperatura del equilibrio térmico.

Calores específicos (\textstyle{J\over kg\cdot ^oC}) : \ce{Cu} = 397 ; \ce{Ag} = 235 ; \ce{H2O} = 4\ 180 .


Dos barras a 20 ^oC de cobre y aluminio tienen la misma longitud. Si la barra de aluminio se calienta hasta 70 ^oC, ¿a qué temperatura se debe calentar la barra de cobre para que sigan teniendo la misma longitud?

Datos: \lambda_{Al} = 2.4\cdot 10^{-5}\ ^oC^{-1} ; \lambda_{Cu} = 1.7\cdot 10^{-5}\ ^oC^{-1}


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}


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