calor espesifico
Deseamos calentar 250 g de agua desde 20°C a 40°C. ¿Cuánto calor se requiere?
Solución: Q=20900J
Problema 8. El calor especifico del Etanol es c=2424J/Kg·C ¿Cuantas calorías son
necesarias para elevar 1ºC la temperatura de un Kg de etanol? ¿Y para elevarla un ºF?
¿Y un ºK?
Solución: a) 1º celsius: Q=2424J b) 1º Farenheit: Q=1346,7J c) 1 Kelvin: Q=2424J
Problema 9. a) Calcular la cantidad de energía (en julios) que habrá que comunicar a
un trozo de 250 g de cobre para elevar su temperatura 15 0 C.
b) Si el calor calculado en el apartado anterior lo pierde otro trozo de aluminio de igual
masa. Calcular cuánto descenderá su temperatura. Solución: a) 356,25 cal=1484,38 J b)-6,6ºC
Problema 10. a) Hallar la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de
100 g de cobre desde 10 ºC a 100 ºC; b) suponiendo que a 100 g de aluminio a 10 ºC se le
suministre la cantidad de calor del apartado “a” deducir que cuerpo, cobre o aluminio,
estará más caliente.
Datos: El calor específico del cobre es 0,093 cal/g ºC y el del aluminio 0,217 cal/g ºC
Solución: a) 837 calorías, b) el cobre
Problema 11. Con el fin de determinar el calor específico de un metal se calienta un
trozo de 100,0 g hasta 86ºC y a continuación se introduce en un calorímetro que
contiene 300, 0 g de agua a una temperatura de 21ºC. El agua del calorímetro se agita y
tras unos minutos se alcanza el equilibrio entre la pieza metálica y el agua adquiriendo el
conjunto una temperatura de 25ºC. Determinar el calor específico del metal.
Datos: equivalente en agua del calorímetro: k=42,5 g
Sol: Sin considerar el equivalente en agua del calorímetro: 820,8 J/KgºC,=0,197cal/gºC
el metal considerado debe ser Aluminio (si comparamos con la tabla está muy cerca de
0,217 cal/gºC –se comete un error del 11,6%-). Considerando el equivalente en agua del
calorímetro: 937,5J/KgºC=0,225cal/gºC
Calcula la masa de una pieza de hierro si se sabe que, para aumentar su temperatura desde 25°C a 100 °C, necesita absorber 2 508 J. Solución: m=0,075Kg Catorce gramos de cierta sustancia absorben 2 090 J para aumentar su temperatura desde 15°C a 90°C. Calcula con estos datos su calor específico.
Solución: c=1990,5J/kg·ºK
Problema 14. Hallar la temperatura resultante de la mezcla de 150 g de hielo a 0 ºC y
300 g de agua a 50 ºC
Calor y temperatura
Problema 15.Se mezclan 800 g de agua a 20º C con 1000 g de agua a 70ºC. Calcular
cuál será la temperatura final de la mezcla. Solución: 47,8ºC
Problema 16.Calcular la temperatura final de una mezcla de 10 y 80 l de agua cuyas
temperaturas son respectivamente 70 y 20ºC.
Problema 17.(18/161 Guad) Se calentó una pieza de 100 g de un metal a la temperatura
de 90°C para determinar su calor específico y se introdujo rápidamente en un
calorímetro que contenía 200 ml de agua a 10°C. Una vez alcanzado el equilibrio térmico,
se observó que la temperatura era de 12°C. Calcula el calor específico del metal. Solución:c=21445J/kg·ºK
Problema 18.(19/161 Guad) En un calorímetro que contiene 800 g de agua a 7°C se
sumerge una esfera de 100 g de cierto material que se encuentra a 100 °C. Si la
temperatura de equilibrio es de 12°C, ¿cuál es el calor específico del material
investigado? ¿Cuánto calor ha cedido la esfera? Solución: c=1900J/kg·ºK , Qcedido=16720J
Problema 19.Un calorímetro de 55 g de cobre contiene 250 g de agua a 18ºC. Se
introduce en él 75 g de una aleación a una temperatura de 100ºC, y la temperatura
resultante es de 20,4 ºC. Hallar el calor específico de la aleación. El calor específico del
cobre vale 0,093 cal/g ºC Solución: 0,1026 cal/g.ºC
Cambios de estado, calor latente.
Problema 20. (20/163 Guad) Deseamos fundir 200 g de plomo que están a 25°C.
¿Cuánto calor se requiere? Solución: Q=12450J
Problema 21.(21/163 Guad) Calcula el calor que hemos de suministrar a 100 g de hielo a
-10°C para transformarlos en agua líquida a 20°C.
Solución: 43800J
Problema 22.Calcular la cantidad de calor que es necesario comunicar a 500 g de hielo
a - 20 0 C para elevar su temperatura hasta 50 0C.
Dato: ce(Hielo) = 0,5 cal/gºC
Problema 23.Se tiene 10g de agua a 20ºC a los que suministramos 25914J de calor para
transformarlos en vapor de agua. Calcula la temperatura final.
Solución: T=100ºC
Problema 24. Hallar el calor que se debe extraer de 20 g de vapor de agua a 100ºC
para condensarlo y enfriarlo hasta 20 ºC. Calor de fusión del hielo 80 cal/g; calor de
vaporización 540 cal/g Sol. Q=11.800 calorías
Problema 25. ¿Cuánto calor debe agregarse a 20gr de aluminio a 20ºC para fundirlo
Datos: Calor de fusión del aluminio 3,97x10 J/kg; Calor específico del aluminio
0,215cal/gr ºC; Punto de fusión del aluminio: 660 ºC Solución: 19,5 KJ
Mezclas y temperatura de equilibrio térmico
Problema 26.Hallar la temperatura resultante de la mezcla de 150 g de hielo a 0 ºC y
300 g de agua a 50 ºC Solución: 6.7 ºC
Problema 27.(42/172 Guad) Se mezclan 100g de agua a 80ºC con 3g de hielo a -20ºC.
Calcula la temperatura final de la mezcla. Solución: 75,1 ºC
28) Halla la temperatura a la que se alcanza el equilibrio térmico cuando se mezclan 50gr de hielo a -10ºC con 300ºgr de agua a 80ºC. (Supón que el estado final es agua líquida). Solución: 56,5ºC
Problema 29.¿Cuál es la temperatura de equilibrio final cuando 10 g de leche a 10 ºC se
agregan a 160 g de café a 90 ºC. (supón que las capacidades caloríficas de los dos
líquidos son las mismas que las del agua, e ignora la capacidad calorífica del recipiente).
Sol. 85,294 ºC
Problema 30. Determina la temperatura de equilibrio que se obtiene cuando se mezclan
100gr de vapor de agua a 110ºC con 500g de Hielo a -10ºC. (supón que el estado final es agua líquida).
Sol. 36,8 ºC
Problema 31.En un calorímetro se introducen 600gr de Hielo a -5ºC y una bola de 1 Kg
de Aluminio a 300ºC ¿Cual será la temperatura final en el interior del calorímetro?
Datos: c(agua liquida)=4180J/Kg·C, c(agua sólida=hielo)=2090 J/Kg·C, Lf(agua)=333500J/Kg , c(aluminio)=899 J/Kg·C
Problema 32.14. En un recipiente aislado se agregan 250 g de hielo a 0 ºC a 600 g de
agua a 18 ºC. a) ¿Cuál es la temperatura final del sistema? b) ¿Qué cantidad de hielo
queda cuando el sistema alcanza el equilibrio?
Solución: 0 ºC, 115 g
Problemas interesantes o desafio.
Problema 34.. Una persona de 80 kg que intenta bajar de peso desea subir una montaña
para quemar el equivalente a una gran rebanada de pastel de chocolate tasada en 700
kilocalorías. ¿Cuánto debe ascender la persona? Boletín de problemas: Calor y temperaturaSol. 3730 m
Problema 35. En un calorímetro (termo) se introducen 800g de agua líquida a 80ºC,
400gr de hielo a -15ºC y 500g de aluminio a 100ºC. Si suponemos que el calorímetro no
deja escapar ni absorbe nada de calor calcular la temperatura y el estado final de la mezcla.
Datos: c(hielo)=0,49cal/gr·ºC , c(agua)=1cal/gr·ºC , c(Alumnio)=0,49cal/gr·ºC Lf(agua-
>hielo)=80cal/gr.
problemas de calor latente de fusión y vaporización.
) ¿Qué cantidad de calor cederá 1 kg de mercurio que está a 25 °C para pasar a sólido?.
Respuesta: 4,087 kcal
2) ¿Qué cantidad de calor absorberá un litro de agua que está a 18 °C y a presión normal para vaporizarse totalmente?.
Respuesta: 622 kcal
3) Calcular la cantidad de cinc que se podrá fundir con 18 kcal.
Respuesta: 782,2 g
4) Se desea fundir 200 g de cinc que está a 22 °C y se entregan 25 kcal. ¿Se fundirá totalmente?, ¿qué masa de cinc faltará fundir?.
Respuesta: 83,1 g
5) ¿Qué cantidad de calor absorbe una masa de hielo de 200 kg que está a 0 °C para fundirse totalmente?.
Respuesta: 1600 kcal
6) Calcular la cantidad de calor que absorberá 200 g de hielo que está a -8 °C para pasar a agua a 20 °C.
Respuesta: 20,8 kcal
7) Si 300 g de agua (cv = 540 cal/g) están a 100 °C y presión normal, ¿qué cantidad de calor será necesaria para vaporizarlos?.
Respuesta: 162 kcal
8) ¿Qué cantidad de aluminio se podrá fundir con 20 kcal si aquel está a temperatura de fusión?.
Respuesta: 212,7 g
9) Se tiene una barra de cobre de 800 g que está a 18 °C, ¿se fundirá totalmente si se le entregan 80 kcal?.
Respuesta: no
10) ¿Qué masa de cobre se habrá fundido en el caso del problema anterior?.
problemas de calor especifico y capacidad termica
1)Calcular la cantidad de calor, en calorías y en Joules, para elevar la temperatura de 12 Kg. de plomo, desde 80°C hasta 180°C.(R= 22.320 cal )
2)¿Qué cantidad de calor se libera cuando 50 g de agua, contenida en un vaso de aluminio de 40 g se enfría en 60°C?(R= 3.504 cal)
3)Se tiene un tanque que contiene 20.000g de agua a 10 °C. ¿ Cuántas kilocalorías absorbe cuando se calienta hasta 40°C?(R= 600 Kcal)
4)Un recipiente de hierrode 2 Kg contiene 500 g de agua, ambos a 25 °C. ¿Cuántas calorías se requieren para elevar la temperatura hasta 80 °C?
5)En un recipiente se han colocado 10 Kg de agua fría a 9 °C. ¿Qué masa de agua hirviendo es necesario agregar al recipiente para que la temperatura de la mezcla sea de 30 °C? No se considere la energía absorbida por el recipiente. (R= 3 Kg)
6)Se mezclan 30 Kg. de agua a 60°C con 20 Kg de agua a 30 °C. ¿Cuál será la temperatura de equilibrio de la mezcla?(R= 48°C)
7)En 300 g de agua a 180 °C se introducen 250 g de hierro a 200 °C. Determina la temperatura de equilibrio.(R= 33,28 °C)
8)Se tiene un pedazo de metal de masa 80 g a 100 °C. Determinar el calor
específico de ese metal, sabiendo que al sumergirlo en 150 g de agua a 18 °C, se
obtiene una temperatura de equilibrio de 22 °C.(R= 0,096 cal/g. °C.)
9)¿A qué temperatura será necesario calentar 2.000 Kg de un líquido, de calor específico 1,5 cal/g. °C, que está a 20 °C, para que sea capaz de desprender 2.500.000 Kcal ? (R= 853,33 °C)
10)Un pedazo de plomo de 250 g se calienta hasta 112 °C y se introduce en 0,5 Kg de agua, inicialmente a 18 °C. ¿Cuál es la temperatura final del plomo y el agua? (R= 19,38 °C)
11) Se tiene un recipiente de aluminio, de 450 g, que contiene 120 g de agua a 16 °C. Si dentro del recipiente se deja caer un bloque de hierro de 220 g a 84 °C, ¿Cuál es la temperatura final del sistema?( R= 22,89 °C)
12)Se tiene un recipiente de hierro de 40 g que contiene 180 g de agua a 15 °C.
Dentro se colocan 70 g de perdigones de hierro a 110 °C. Calcular la
temperatura resultante. (R= 18,96 °C)
13)Se introducen 2 Kg de latón a 100 °C en 5 Kg de agua a 1,67 °C, lográndose una temperatura de equilibrio de 5,11 °C. ¿Cuál es el calor específico del latón? (R= 0.09 cal/g. °C)
14) Se deja caer un bloque de 500 g de cobre, que está a la temperatura de 140 °C,
dentro de un recipiente que contiene 400 g de agua a 24 °C. ¿Cuál es la temperatura
de equilibrio del bloque y el agua?(R= 35,7 °C)
15) Se tienen 200 g de agua a 20 °C y se mezclan con 300 g de alcohol a 50 °C.
Sabiendo que el calor específico del alcohol es 0,6 cal/g. °C, ¿cuál es la temperatura
final de la mezcla?(R= 34,9 °C).
LIC:RENE DAVILA /041111
