PROBLEMAS PROPUESTOS DE PRIMERA LEY DE TERMODINAMICA.

PROBLEMAS PROPUESTOS DE PRIMERA LEY DE TERMODINAMICA.: ":yikes: :insane:
1º A una sartén de acero de 300 g de masa se le aumenta la energía interna en 200 J:
a) ¿Qué aumento de temperatura se produce?
b) Si su temperatura inicial es de 25 ºC, ¿Cuál será la temperatura final?
Dato: Calor específico del acero 450 J/kg·K.
Sol: a) 1.48 ºC; b) 26.48 ºC.
2º ¿Cuanto aumenta la energía interna de 500 g de agua si se aumenta su temperatura
de 50 ºC a 60 ºC? Sol: 20900 J.
3º Un cubito de hielo de 30 g de masa se encuentra a –5 ºC. Calcula la energía que
hay que comunicar para que se pase al estado líquido.
Datos: Hielo Lf
= 334.4 J/g. ce = 2.13 J/g·K.
Sol: 10351.8 J.
4º Se pone en contacto 500 g de agua a 10 ºC con 500 g de hierro a 90º C. Calcula la
temperatura a la que se produce el equilibrio térmico.
Datos: Hierro ce = 0.489 J/g·K.
Sol: 18.38 ºC.
5º Se quiere fundir 1 kg de hielo a 0 ºC echando agua a 60 ºC. ¿Qué cantidad de agua
se necesita?
Datos: Hielo Lf
= 334.4 J/g.
Sol: 1333.3 g.
6º ¿Qué energía desprenden al aire 10 g de vapor de agua que se condensan en una
ventana?
Datos: Vapor Le = 2257 J/g
Sol: 22570 J
7º ¿Cuánto calor hay que transferir para fundir una barra de hierro de masa 10 kg que
se encuentra a 0 ºC?
Datos: Temperatura de fusión del hierro 1535 ºC, Lf
= 25.080 J/g, ce = 0.489 J/g·K.
Sol: 7756950 J
8º En un experimento se suministran 5820 J de energía en forma de calor y esto eleva
la temperatura de un bloque de aluminio 30 ºC. Si la masa del bloque de aluminio
es de 200 g, ¿cuál es el valor del calor específico del aluminio?
Sol: 1.03 J/g·K.

9º A una mezcla formada por 30 g de agua y 60 g de alcohol (ce = 2.45 J/g·K) a 45 ºC
le echamos 90 g de glicerina (ce = 2.43 J/g·K) a 10 ºC y esperamos hasta que
alcance el equilibrio térmico. Calcula:
a) La temperatura final de la mezcla.
b) La cantidad de calor cedido por cada una de las sustancias.
Sol: a) 29.41 ºC; b) El agua –1955 J, el alcohol –2292 J y 4247 J la glicerina.

10º Ponemos en contacto 1 kg de agua a 60 ºC con 200 g de hielo (Lf
= 334.4 J/g.
ce = 2.13 J/g·K) a –10 ºC. Calcula la temperatura final de la mezcla. Sol: 35.82 ºC.
Julián Moreno Mestre
www.juliweb.es tlf. 629381836
11º Una esfera maciza de latón cuyo radio a 0 ºC es de 5 cm se calienta hasta los
150 ºC. Calcula su aumento de volumen sabiendo que el coeficiente de dilatación
lineal del latón es 1.9·10-6 K-1

Sol: 0.099 cm 3.

12- La longitud de una barra de hierro a 0 ºC es de 1 m. Calcula la longitud de la barra
a 100 ºC si el coeficiente de dilatación lineal es 1.2·10-5K-1

Sol: 1.0012 m .
13º Una varilla de cobre (α = 1.8·10-5K-1

13) tiene 1 m de longitud a 0 ºC. Establece a que
temperatura deberá calentarse para que su longitud sea de 1.02 m. Sol: 1111 ºC.

14º Un sistema termodinámico recibe una cantidad de calor de 100 cal y realiza un
trabajo de 200 J. ¿Cuál fue la variación de energía interna del sistema? Sol: 218 J.

15º Un sistema termodinámico cede una cantidad de calor de 2000 J, realizándose un
trabajo contra el sistema de 3000 J. ¿Cuál fue la variación de energía interna del
sistema? Sol: 1000 J.

PROBLEMAS PROPUESTOS:
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
1.En un proceso químico industrial, a un sistema se le proporcionan 600J de calor y 200J detrabajo son realizados por dicho sistema. ¿Cuál es el incremento registrado en la energíainterna de este sistema?
Solución: 400J.
2.Supongamos que la energía interna de un sistema disminuye en 300J, al tiempo que un gasrealiza 200J de trabajo. ¿Cuál es el valor de Q? ¿El sistema ha ganado o ha perdido calor?3.En un proceso termodinámico, la energía interna del sistema se incrementa en 500J. ¿Cuántotrabajo fue realizado por el gas si en el proceso fueron absorbidos 800J de calor?
Solución: 300J.
4.Un pistón realiza 300 lb-ft de trabajo sobre un gas, que luego se expande y efectúa 2500 lb-ftde trabajo sobre su entorno. ¿Cuál es el cambio en la energía interna del sistema si elintercambio neto de calor es cero?5.En un laboratorio químico, un técnico aplica 340J de energía a un gas, al tiempo que elsistema que rodea dicho gas realiza 140J de trabajo sobre el gas. ¿Cuál es el cambio en laenergía interna?
Solución: 480J.
6.¿Cuál es el cambio de la energía interna en el problema anterior si los 140J de trabajo sonrealizados por el gas, en lugar de realizarse sobre el gas?7.Un sistema absorbe 200J de calor cuando la energía interna aumenta en 150J. ¿Qué trabajorealiza el gas en ese caso?
Solución: 50J.
8.El calor específico del agua es 4186J/kg°C. ¿Cuál es el cambio en la energía interna de 200 gde agua cuando ésta se calienta de 20°C a 30°C? Suponga que el volúmen es constante
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LIC,RENE DAVILA. / 18050011"