Ejercicios de equilibrio térmico, energía

I.E.S. SIETE PALMAS
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA
EJERCICIOS DE EQUILIBRIO TÉRMICO
1.- ¿Cuál será la temperatura final de 50 gramos de agua a 20 ºC cuando se sumergen en ella 110 gramos
de clavos de acero a 40 ºC? Calor específico del acero: 0,12 cal/gr ºC. Solución: 24.177 ºC.
2.- En un recipiente se han colocado 10 Kg. de agua fría a 9 ºC. ¿Qué masa de agua hirviendo hay que
introducirle al recipiente para que la temperatura de la mezcla sea de 30 ºC.? Solución: 3 Kg.
3.- Un pedazo de plomo de 250 gr se calienta hasta 112 ºC y se introduce en 0,5 kg de agua inicialmente a
18 ºC. ¿Cual es la temperatura final del plomo y del agua? Calor específico del plomo: 0,03 Cal/gr.ºC .
Solución: 19,38 ºC
4.- Se introducen 2 Kg. de latón a 100 ºC en 5 Kg. de agua a 1,67 ºC lográndose una temperatura de
equilibrio de 5,11 ºC ¿Cual es el calor especifico del latón? Solución: 0,09 Cal/gr.ºC
5.- En un bar hay una cubeta con hielo, en la cual una porción del hielo se ha derretido. El barman pone un
cubo de hielo que pesa 20 gramos en una taza aislada que contiene 100 gramos de agua a 20 grados
Celsius. ¿Se derretirá el cubo de hielo completamente? ¿Cuál será la temperatura final del agua en la taza?
Calor de fusión del hielo: 80 cal/gr. Solución: sí se derrite todo el hielo. 3.3 ºC.
6.- Un vaso contiene 200 g de agua a 20 °C. Se añad e un cubito de hielo de 20 g que está a −10 °C.
Calcula la temperatura final cuando se llegue al equilibrio térmico. Calor específico del hielo =0,5 cal/g
°C , Calor latente de fusión del hielo =80 cal/g.
Solución: 10.45ºC
EJERCICIOS DE ENERGÍA, POTENCIA Y RENDIMIENTO
1.- Un termo eléctrico que empleamos para calentar el agua tiene una resistencia de 750 w. Si queremos
calentar 5 litros de agua desde 30ºC a 80 ºC y para ello empleamos 30 minutos, calcular:
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Energía necesaria para calentar el agua. Solución: 1,04 106 J
Rendimiento del termo eléctrico. Solución 77 %
2.- Un ascensor de 500 kg tiene un motor de 20 CV. Si para subir de la planta baja a la 15, recorre 50m en
30 s, calcula el rendimiento del motor. Solución: 55,55%
3.- Una moto a 90km/h empieza a subir una cuesta del 10% de pendiente sin rozamiento, ¿qué distancia
recorre antes de detenerse, suponiendo que no actúa la fuerza del motor si accionamos los frenos? Solución:
320 m
4.- Un alpinista que pesa 60kg tomó 234gr de azúcar, cuyo contenido es de 938kcal. Suponiendo que sólo
el 15% del mismo se transforma en energía mecánica, ¿qué altura puede escalar el alpinista a expensas de
dicha energía? Solución: 1001,5 m
5.- Empleamos una bomba para elevar un caudal de 320 litros por minuto a un depósito situado a 30 metros
de altura. Calcular la potencia del motor si el rendimiento es del 80%. Solución: 1.960 W
6.- El motor eléctrico de una grúa portuaria consume 0.2 Kwh con un rendimiento del 60% para elevar una
carga de 4408 Kg hasta una cierta altura en 2 minutos. Calcula
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La energía consumida en Julios. Solución: 720 KJ
La energía útil entregada. Solución: 432 KJ
La potencia desarrollada. Solución: 3.6 Kw
La altura final alcanzada. Solución: 10 m