Masa (g) C(cal/°C)

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE QUÍMICA
LABORATORIO DE TERMODINÁMICA (1212)
Semestre 2016-1
Alumno:______________________________________________________________________
INSTRUCCIONES: Lee con atención los enunciados y contesta lo que se pide. Para la resolución de problemas, indica
de forma clara el procedimiento (ecuaciones, conversiones de unidades, etc). Resultados sin cálculos, unidades o
unidades incorrectas invalidan la pregunta. Total: 14 de puntos.
1. Se determinó la capacidad térmica de diferentes masas de un mismo metal. Los datos y el gráfico correspondiente se
muestran a continuación:
Masa (g)
C(cal/°C)
0.57
0.99
1.34
1.79
2.1
0.06
0.11
0.15
0.19
0.23
a)¿Qué información da la pendiente de este gráfico, cuáles son sus unidades y cuál es su valor? (2 puntos)
2. En un experimento para calcular la equivalencia calor-trabajo, se determinaron los siguientes datos:
K = 130 cal/ºC
Resistencia: 30 ohms
Masa de agua en el vaso Dewar: 300 g
Voltaje: 130 volts
De acuerdo con lo anterior, llena la siguiente tabla y determina la equivalencia calor-trabajo promedio. (2 puntos).
tiempo (s)
30
40
tinicial ºC
tfinal ºC
Δt ºC
Qabs (cal)
23.2
32.6
23.3
35.8
EQUIVALENTE MECÁNICO DEL CALOR PROMEDIO:
Welec (J)
Welec /Qabs (J/cal)
3. ¿Alguna vez te has preguntado cómo es que el hielo puede enfriar en un día caluroso de verano una naranjada? o ¿cómo es
posible que los glaciares no se fundan en verano (por supuesto, no estamos considerando el caso del calentamiento climático)?
Supón que tienes un sobrinito de 7 años que tiene este tipo de inquietudes y acude a ti para que se las resuelvas. Tú sólo cuentas
con un: un tortillero de unicel, un recipiente de aluminio, una balanza, un termómetro, agua y hielo. Armas un calorímetro de
aluminio con una masa de 24 g que contiene 245 g de agua a 27 °C e introduces 34 g de hielo a 0°C y se mezcla el contenido
hasta que alcanza una temperatura de 14°C. (2 puntos)
cAl=0.214 cal/g°C
Asume que NO hay pérdidas energéticas.
Con estos datos:
a) Plantea el balance entre el calor ganado y el calor cedido
b) Encuentra el calor latente de fusión del hielo.
4. El siguiente diagrama de temperatura contra el calor suministrado, muestra varios procesos por los que pasa un mol de una
sustancia. En el punto A esta sustancia es un sólido. Contesta lo que se te pide: (2 puntos)
A) De D a E el calor involucrado se calcula con: ____________
B) De A a B el calor involucrado se calcula con: _____________
C) De C a D el estado de agregación es: _______________
D) De B a C estado de agregación es: _______________
E) De E a F el calor involucrado se calcula con: ____________
5. ¿Con qué quemarías a una bruja, con leña verde o con leña seca? ¿Por qué? Para Justificar tu respuesta determina el calor
de combustión de ambas leñas con la siguiente información: (3 puntos)
En el laboratorio de termodinámica se determinó el calor de combustión de 2 gramos de leña seca (LS) y dos gramos de leña
verde (LV) por separado. En la determinación para la LS se observó un incremento en la temperatura del baño de agua de
2.9°C, y para la LV de 1.45°C. En ambas determinaciones se utilizó la misma bomba calorimétrica que es igual a la que
utilizaste en el laboratorio. La constante de la bomba es de 1960 cal/°C. La masa del alambre quemado es de 0.007g y su
∆Ucombustión es de -1400 cal/g, la masa de agua en la cubeta fue de 1000g.
6. A continuación se muestran tres sistemas conectados cada uno a un manómetro de mercurio. La presión atmosférica del
lugar donde se encuentran es 580 mmHg. De acuerdo a lo que observas determina la presión de cada uno de los sistemas,
muestra la ecuación utilizada para cada caso. (2 puntos)
7. Imagina que Saturno está habitado y sus científicos usan una escala de temperatura en la cual el punto de congelación del
nitrógeno líquido es 0° S (grados Saturno) y el punto de ebullición es 90°S. Los habitantes de la Tierra reportan estas
temperaturas como -209.9 °C y -195.8°C respectivamente. ¿Cuál es la relación entre las escalas de temperatura Saturno y
Kelvin ? (1 punto)