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Liceo N°1 Javiera Carrera
Departamento de Física
Prof. Oscar Garrido R.
3° Medio
Guía 2 Calorimetría
Contenidos
Tema 0.3: Calor y Conservación de la energía
3.1 Relación entre calor y temperatura. El
calor como una forma de energía.
3.2 Relación entre calor y trabajo :
Equivalente mecánico del calor
3.3 Conservación de la energía en general.
Tema 0.4: Calorimetría
4.1 Capacidad calorífica y calor específico.
4.2 Cambios de fase y formas de transición del calor
(conducción, convección y radiación).
Objetivos
Describir y analizar situaciones en que se produce equilibrio
térmico.
Analizar el concepto de calor y las variables de las que
depende.
Aplicar los conceptos de calor en el desarrollo de ejercicios
matemáticos sencillos.



Habilidades del pensamiento científico.
Seleccionan la información explícita e implícita del
enunciado y/o datos complementarios al texto, que
es basal y fundamental para resolver el problema.
Realizan inferencias con profundidad y autonomía
a partir de la información implícita en el texto.
Representan y modelan la información utilizando
un amplio repertorio de estrategias, combinándolas
y/o modificándolas traduciendo a más de un
registro, en el contexto de la disciplina.
Calorimetría
1. Qué cantidad de calor se requieren para cambiar la temperatura de 20 gr de plomo de 20 a
100°C R. 496cal
2. Un horno aplica 400 kJ de calor a 4 kg de sustancia, causando que su temperatura se eleve en
80°C ¿Cuál es su calor específico? R. 1250 J/(kg °C)
3. Un automóvil de900 kg viaja con una velocidad inicial de 20 m/s para luego detenerse. Al
detenerse los frenos realizan un trabajo, si todo el trabajo delos frenos se convierte en calor, que
cantidad aproximada de calor se pierde? R. 43 kcal
4. Un rodamiento de cobre de masa 8 kg tiene que calentarse de 25 a 140°C con el fin de
expandirlo para que se ajuste a un eje, ¿Cuánto calor requirió? R. 358.8 kJ
5. ¿Un trozo de metal de 4 kg de masa (c= 320 kJ/(kg °C), se encuentra a 300°C si pierde 50 kJ de
energía su temperatura final será de? R. 261°C
6. Un tubo de cobre de 400 g de masa, se encuentra aislado y con una temperatura de 200°C, se
sumerge en un recipiente aislado que contiene agua a 20°C, si todo el calor queda en el sistema,
¿cuál es la temperatura del sistema tubo-agua? R. 22.2°C
7. Un trozo de metal de 450 g de masa se calienta a 100°C y luego se deja caer en la taza de un
calorímetro de aluminio de 50 gr que contiene 100 g de agua y está a una temperatura de 10°C,
luego de un tiempo la temperatura de equilibrio es de 21.1°C. Calcule el calor específico del
material. R. 0.0347 cal/g °C.
8. Una persona saca un trozo de hierro de 2 kg de masa del horno y lo pone en un recipiente de
aluminio que contiene 2 kg de agua, si la temperatura del agua sube de 21 a 50°C ¿Cuál era la
temperatura inicial del hierro? R. 336.67°C
9. Un bloque de cobre de 1.3 kg de masa se calienta a 200°C y se introduce en un recipiente
aislado que contiene 2 kg de agua a 20°C, después de un tiempo, ¿Cuál es la temperatura de
equilibrio? R. 30.3°C.
10. En una fundición hay un horno que tiene capacidad para fundir 540 kg de cobre. Si la
temperatura inicial del cobre es de 20°C ¿Cuánto calor se necesita para fundir los 540 kg del
metal? (cambio de fase del metal) R. 2,96x108 J
11. ¿Qué cantidad de calores necesaria para convertir 2 kg de hielo de -25°C a vapor a 100°C?
R. 6,3x106 J
12. ¿Cuántos gramos de vapor a 100°C es necesario mezclar con 200 g de agua a 20°C para que la
temperatura de equilibrio sea de 50°C? R. 10,17 g
13. Cien gramos de hielo a 0°C se mezclan con 600 g de agua a 25°C ¿Cuál será la temperatura de
equilibrio para la mezcla? R. 10°C
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14. Se aplican 1600 J de calor a una esfera de bronce, su temperatura sube de 20 a 70°C, ¿Cuál es la
masa de la esfera? R. 82.1 g
15. Cinco gramos de vapor a 100°C se mezclan con 20 g de hielo a 0°C, ¿Cuál será la temperatura
de equilibrio si el sistema está aislado? R. 64°C
16. Ochenta gramos de plomo fundido a 327,3°C se vierten en un molde de hierro de 260 g, ¿Cuál
será la temperatura de equilibrio si el sistema está aislado? R. 58,9°C
17. ¿Cuántos gramos de vapor a 100°C es necesario añadir a 30 g de hielo a 0°C para obtener una
temperatura de equilibrio de 40°C? R. 6 g
18. Si 4 g de vapor a 100°C se mezclan con 20 g de hielo a -5°C ¿Cuál es la temperatura final de la
mezcla? R. 37.9°C
19. Si un envolvemos un trozo de madera con papel, y se calienta con una llama, el papel se quema.
Pero si el papel se enrolla apretadamente en una varilla de cobre y se calienta de la misma
forma, el papel no se quema, explica lo que sucede.
20. El cobre tiene más o menos el doble de conductividad térmica que el aluminio, pero su calor
específico es un poco menor que la mitad de lo que tiene el aluminio. Dos bloques fabricados
cada uno de un material, con la misma masa y la misma área superficial en sus bases se
calientan a 300°C y se colocan sobre un gran bloque de hielo a 0°C
 ¿Cuál bloque dejara de hundirse primero?
 ¿Cuál se hundirá más profundamente?
EJERCICIOS DESAFÍO
1.- ¿Cuántas calorías ceden 50 kg de cobre (c = 0,094 cal/g °C) al enfriarse desde 36 °C hasta -4 °C?
2.- Un bloque de acero (c = 0,12 cal/g °C) de 1,5 toneladas se calienta hasta absorber 1,8x10 6 cal. ¿A
qué temperatura queda si estaba a 10 °C?
3.- ¿Cuál es la capacidad calórica de una caja de latón (c = 0,0945 cal/g °C) si tiene una masa de 250 g?
4.- ¿Cuántas calorías absorbe una barra de fierro (0,11 cal/g °C) cuando se calienta desde -4 °C hasta
180 °C, siendo su masa de 25 kg?
5.- ¿Qué masa tiene una plancha de cobre si cede 910 cal al enfriarse desde 192°C hasta -8°C?
6.- ¿Cuántas calorías absorbe 1/4 litro de mercurio (densidad = 13,6 g/cm3 y c = 0,033 cal/g °C) cuando
se calienta desde -20 °C hasta 30 °C?
7.- Para calentar 3/4 litros de mercurio que están a 5 °C se absorben 6,6 Kcal. ¿A qué temperatura
queda?
8.- Se tienen 2,5 toneladas de fierro que ceden 2,2xl0 6cal al enfriarse desde 1000 °C. ¿A qué
temperatura queda?
9.- Se tiene un trozo de hielo de 1 kg a una temperatura de -40 °C
a) ¿Cuánto calor se necesita para transformarlo a vapor de agua?
b) ¿Cuánto calor se necesita para transformar a vapor de agua sólo la mitad del hielo? Considere que
nunca se quita parte alguna del trozo de hielo inicial, ni siquiera cuando es agua.
10.- Hallar el calor que se debe extraer de 20 g de vapor de agua a 100 °C para condensarlo y enfriarlo
hasta 20 °C.
11.- Se tienen 500 g de un trozo de cobre a 20 °C y se le agrega 10.000 cal. ¿Qué temperatura alcanza?
12.- Hallar el número de kilocalorías absorbidas por una nevera eléctrica al enfriar 3 kg de agua a 15 °C
y transformarlos en hielo a 0 °C.
13.- Se tienen 500 g de un trozo de cobre a 20 °C. ¿Qué temperatura alcanza si se le extraen 10.000
cal?
14.- Se mezclan 400 g de agua a 80 °C con 500 g de alcohol a 10 °C. ¿A qué temperatura queda la
mezcla?
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15.- En un calorímetro de 300 g y c = 0,09 se tienen 200 g de alcohol a 10 °C. Se echan 100 g de
mercurio a 80 °C. Si la mezcla quedó a 11,4 °C ¿cuál es el calor específico del alcohol?
16.- Hallar la temperatura resultante de la mezcla de 150 g de hielo a 0 °C y 300 g de agua a 50 °C.
17.- Hallar la temperatura de la mezcla de 1 kg de hielo a 0 °C con 9 kg de agua a 50 °C.
18.- A 500 g de hielo a –20 °C se le agregan 257.500 cal. ¿En qué estado quedan los 500 g de hielo?
19.- Calcular la cantidad de calor necesaria para transformar 10 g de hielo a 0 °C en vapor a 100 °C.
20.- Se vacían 400 g de agua a 20 °C en un recipiente. El recipiente se coloca al fuego de una llama que
le proporciona cierta cantidad de energía térmica de modo que tarda 5 minutos para que el agua alcance
una temperatura de 90°C. Si el recipiente no absorbe energía térmica:
a) ¿cuánta energía absorbió el agua?,
b) ¿qué potencia desarrolla el sistema que calienta el agua? Responda las mismas preguntas suponiendo
que el recipiente y el ambiente absorben el 50% de la energía que entrega la fuente térmica
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