PROBLEMAS DE CALOR ESPECIFICO Y MEZCLA.

PROBLEMAS DE CALOR ESPECIFICO Y MEZCLA.: " TABLA DE DATOS DE CALORES ESPECIFICOS.

1-Se necesitan 710 Julios para elevar 1 K la temperatura de 1 Kgr de una cierta sustancia. Determina la capacidad calorífica específica de la sustancia anterior. De que sustancia puede tratarse?
2-Que energía se necesita para elevar 20 ºC la temperatura de 200 grs de cobre?
200 gr = 0’2 Kgr
Sabemos que c = 386 J/Kgr ºC
3-Cuando se eleva la temperatura de 2 Litros de agua, si se le comunica una energía de 2500 Julios?
Sabemos que c del agua es 4180 J/Kgr ºC
2 Litros = 2 Kgrs
4-Si se mezclan 5 L de agua a 20'C con 3 L de agua a 100 °C, ¿cual será la temperatura de la mezcla cuando se alcanza el equilibrio térmico?
5-En un calorímetro se añaden a 2 L de agua, que esta a 20ºC, 200 g de un metal que se halla a 250°C. Si la temperatura de equilibrio es de 25 °C, cual será el calor especifico del metal?
2 Litros = 2 Kilogramos
200 gr = 0’2 Kgr
6- Se calientan 500 g de cobre a 100'C y se colocan en un calorímetro que contiene 800 g de agua a 15'C. La temperatura de equilibrio es de 19,7°C. Calcula el calor específico del cobre.
500 grs = 0’5 Kgr
800 grs = 0’8 Kgr
7-Se calienta 1 kg de hielo a 0°C hasta que se funden 300 g. Calcula la energía que se ha necesitado para ello.
300 Gramos= 0’300 Kgr
8-En un calorímetro se colocan 5kg de agua a 50 °C y 1 kg de hielo a -80'C. Calcula la temperatura final de la mezcla.
Primero vamos a calcular la temperatura de los dos elementos cuando el hielo alcanza los 0ºC .
La energía que absorbe el hielo hasta llegar a los 0 ºC:
La energía que cede el agua será la que ha absorbido el hielo es decir 16800 julios. De la siguiente formula podremos por lo tanto saber a que temperatura llegara el agua, después de haber cedido dicha energía calorífica al hielo:
En este punto tenemos 1 kgr de hielo a 0ºc y 5 kgr de agua a 41’96 ºC
Durante la fusión del hielo, este no cambia de temperatura, pero consume energía:
Esta energía que absorbe el hielo durante la fusión es la que cede el agua, y por lo tanto el agua alcanzara la temperatura siguiente:
Ahora tenemos 1 kgr de agua a 0ºC y 5 Kgr de agua a 25’96 ºC
Y por lo tanto la temperatura de equilibrio térmico será:
Esta es la temperatura que alcanza la mezcla cuando llega al equilibrio térmico
9-Cual es el rendimiento de una transformación energética si de Julios solo se aprovechan Julios?
10-Pasa las temperaturas siguientes a la escala de Kelvin
-32 ºC 373 ºC 0 ºC
La formula a aplicar o la equivalencia es la siguiente:
T(K) = T (ºC)+273

*32 ºC
T(K) =-32+273= 274 ºK
* 373 ºC
T(K) =373+273= 646 ºK
* 0º C
T(K) =0+273= 273 ºK
11-Define el concepto de capacidad calorífica específica y responde a las preguntas:
La capacidad calorífica especifica o calor especifico, c, de un cuerpo es la energía necesaria para elevar un grado la temperatura de 1 kg de masa de dicho cuerpo.
a) En que unidades se mide?

Sus unidades son el J/kg °C o el J/kg K
b) Nombra dos sustancias con capacidad calorífica específica elevada
Agua, Hielo
c) Como es la capacidad calorífica específica de los metales?
Normalmente suele ser muy baja.
12-Porque se calientan las manos al rozarlas?
Porque el rozamiento produce energía cinética que se transforma en térmica
13-Porque se enfría mas la bebida contenida en un vaso con un cubito de hielo que la misma cantidad de agua liquida también a 0º C?
En ambos casos para alcanzar el equilibrio térmico, la bebida cederá calor tanto al agua como al hielo( por lo tanto la bebida se enfría), pero, le dará más calor al hielo que al agua por que aunque están a la misma temperatura el hielo y el agua, el hielo necesita calor para licuarse hasta los 0 ºC.
14- Un kilogramo de mercurio y un kilogramo de agua reciben la misma cantidad de energía térmica. En cual de las dos substancias se producirá un aumento más grande de temperatura? Por que?
El mercurio, porque se capacidad calorífica es mas baja que el agua, por lo tanto necesita menos energía térmica para aumentar su temperatura.
15 – Un cuerpo de 5 kgr de masa tiene una capacidad calorífica específica de 394 J/kg ºC. Cuanta energía térmica es necesario suministrarle para que la temperatura se eleve desde 5 ºC hasta 25 ºC?
16- Se introducen 500 gramos de una sustancia que esta inicialmente a 70 ºC en un calorímetro que contiene 2 Kgr de agua a una temperatura de 15 ºC. Una vez se llega al equilibrio térmico, el termómetro marca 20 ºC, Cual es la capacidad calorífica especifica de la sustancia?
500 gramos = 0’5 Kgr
La energía calorífica que cede la sustancia es la misma que absorbe el agua, por lo tanto podemos hacer la siguiente igualdad:
17-Que cantidad de energía térmica es necesaria para elevar la temperatura de 200 gramos de agua desde 15 ºC hasta 65 ºC.
200 gr = 0’2 Kgr
18- Se envuelven con una manta un vaso con unos cuantos cubitos de hielo y dejamos otro vaso con hielo sin envolver, cual crees que se fundirá antes? Razona tu respuesta.
El que esta sin envolver, ya que la manta hace de aislante térmico.
19-Un trozo de hierro de 50 gramos a 80 ºC se introduce en un termo que contiene 100 gramos de agua a 20 ºC
a) Que ocurrirá?
Que el hierro se enfriará y el agua subirá de temperatura
b) Cual será la temperatura final?
50 gr = 0’05 Kgr
100 gr =0’1 Kgr

1- Una cazuela de metal de 500 g se enfría desde 92,4 ºC hasta 18 ºC, cuando se sumerge en un litro de agua que está a 10ºC. Calcula el calor específico del metal.
Dato: Calor específico del agua = 4180 J/(kg.ºC).
2- Se mezclan tres litros de agua que se encuentran a 24ºC con dos litros que están a 40ºC. Calcula la temperatura final de la mezcla, sabiendo que la densidad del agua es de 1000 g/l y su calor especifico es de 1 cal/g.ºC.
3- Para determinar el calor específico del cobre, calentamos un cilindro de 0, 5 kg de este material, hasta una temperatura de 100ºC. A continuación lo introducimos en un calorímetro que contiene 0,75 kg de agua a 15ºC. Una vez alcanzado el equilibrio térmico, la temperatura que marca el termómetro del calorímetro es 19,7 ºC. Sabiendo que todos los elementos del calorímetro (termómetro, agitador y vaso) captan la misma cantidad de calor que 0,05 kg de agua (: equivalente en agua del calorímetro), calcula el calor específico del cobre. El calor específico del agua es 4180 J/kg.ºC
4- Una pieza de cobre de 50 g que se encuentra a 80 ºC, se introduce en 100 g de agua a 25ºC. Suponiendo que no hay pérdidas de calor, calcula la temperatura final de la mezcla. El calor específico del agua es 4180 J/kg.ºC y el del cobre 390 J/kg.ºC.
5- Se sumerge un bloque de hierro de 3 kg que está a 150ºC en 3 litros de agua, a la temperatura de 10 ºC. ¿Qué temperatura adquirirá el conjunto?.
El calor específico del agua es 4180 J/kg.ºC y el del hierro 472 J/kg.ºC.
6- Disponemos de un tornillo de aluminio de masa 424g, que se encuentra a una temperatura de 94ºC. Si lo introducimos en un calorímetro que contiene 100g de agua a una temperatura de 18ºC, determina:
a) La temperatura de equilibrio.
b) La cantidad de calor intercambiado.
Datos: Calor específico del agua: 4180 J/Kg·ºC; del aluminio; 899 J/Kg·ºC.
7- En un calorímetro se introduce un cubito de hielo de 8 gramos a 0ºC y 50 cm3 de agua a 27ºC. ¿Cuál será la temperatura de equilibrio, considerando despreciable el calor absorbido por el calorímetro?.
Datos: Calor latente de fusión del hielo: 335 kJ/kg; calor especifico del agua: 4180 J/(kg.ºC).
8- Se desean enfriar 4 kg de agua que están a 50 ºC, con agua a 20ºC, para que la mezcla tenga una temperatura de 32 ºC. ¿Cuánta agua hay que añadir?.
9- Queremos obtener 140 litros de agua a 38ºC, mezclando agua a 18ºC con agua a 88ºC. Calcula el número de litros que hay que mezclar de cada una. Cagua = 4180 J/(kg.ºC).
10- Queremos preparar un baño templado de 50 litros de agua a 40ºC. Si el agua del calentador está a 70ºC y el agua corriente a 15ºC, ¿qué cantidad hay que utilizar de cada una?.
11- Se mezclan 200 g de agua a 30ºC con 3 kg de hielo a –20ºC. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio?.
12-Se mezclan 400 g de agua a 40ºC con 900 g de hielo a –5ºC. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio?. ¿Qué cantidad de hielo funde?. LIC:RENE DAVILA."