TEMPERATURA Y CALOR EJERCICIOS 𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗ 𝑇 CALOR PARA EL CAMBIO DE TEMPERATURA (LAS TEMPERATURAS CAMBIAN) 𝑄 = 𝑚 ∗ 𝐿(𝐹𝑈𝑆𝐼𝑂𝑁 𝑂 𝑉𝐴𝑃𝑂𝑅𝐼𝑍𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁) CALOR PARA CAMBIO DE FASE (LAS TEMPERATURAS DEBEN SER IGUALES) 1. CALCULAR LA CANTIDAD DE CALOR NECESARIO PARA ELEVAR LA TEMPERATURA DE 10 KG DE COBRE DESDE UNA TEMPERATURA DE 25°C A 125°C. 𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗ 𝑇 DATOS: MASA cobre = 10 kg = 10000 g To = 25°C Tf = 125°C Ce (COBRE) = 0.09 cal/g*°C REEMPLAZANDO: 𝑄 = 0.09 ∗ 10000 ∗ (125 − 25)°𝐶 𝑄 = 90 000 𝑐𝑎𝑙 2.- SE MEZCLARON 5KG DE AGUA HIRVIENDO CON 20KG DE AGUA A 25°C EN UN RECIPIENTE. LA TEMPERATURA DE LA MEZCLA ES DE 40°C. SI NO SE CONSIDERA EL CALOR ABSORBIDO POR EL RECIPIENTE. CALCULAR EL CALOR CEDIDO POR EL AGUA HIRVIENDO Y EL RECIBIDO POR EL AGUA FRIA. AGUA HIRVIENDO. El cuerpo que sede calor por tanto va a disminuir su temperatura desde 100°C hasta los 40°C. 𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗ 𝑇 𝑄= 1𝑐𝑎𝑙 1000𝑔 ∗ (5𝑘𝑔 ∗ ) ∗ (40°𝐶 − 100°𝐶) 𝑔 ∗ °𝐶 1𝑘𝑔 𝑄 = 300 000 𝑐𝑎𝑙 𝑄 = 300 𝑘𝑐𝑎𝑙 AGUA FRIA. - Es el líquido que recibe calor, o es el que aumenta la temperatura desde los 25°C hasta 40°C. 𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗ 𝑇 𝑄= 1𝑐𝑎𝑙 1000𝑔 ∗ (20𝑘𝑔 ∗ ) ∗ (40°𝐶 − 25°𝐶) 𝑔 ∗ °𝐶 1𝑘𝑔 𝑄 = 300 000 𝑐𝑎𝑙 𝑄 = 300 𝑘𝑐𝑎𝑙 Respuesta. - el calor recibido es igual al calor cedido. 3.- SE TIENE 200 g DE COBRE A 10°C ¿QUE CANTIDAD DE CALOR SE NECESITA PARA ELEVARLO HASTA 100°C? SI SE TIENEN 200G DE ALUMINIO A 10°C Y SE LE SUMINISTRA LA MISMA CANTIDAD DE CALOR AL COBRE. ¿Quién ESTARA MAS CALIENTE? DATOS: M1 (cobre)= 200 g T1 = 10 º C T2 = 100º C Ce(cobre) = 0.09 cal/g*°C 𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗ 𝑇 𝑄= 0.09 𝑐𝑎𝑙 ∗ (200 𝑔 ) ∗ (100°𝐶 − 10°𝐶) 𝑔 ∗ °𝐶 𝑄 = 1620 𝑐𝑎𝑙 𝑄 = 1.620 𝑘𝑐𝑎𝑙 Para el ALUMINIO: M1 (Al)= 200 g T1 = 10 º C T2 = ¿? Ce(Al) = 0.21 cal/g*°C Q = 1620 𝑐𝑎𝑙 𝑄 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗ 𝑇 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑜) 𝑄 =∗ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑜) 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 𝑄 + 𝑇𝑜 = 𝑇𝑓 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 𝑇𝑓 = 𝑄 + 𝑇𝑜 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 𝑇𝑓 = 1620 𝑐𝑎𝑙 + 10º𝐶 cal 0.21 g ∗ ºC ∗ 200g 𝑇𝑓 = 48.57 º𝐶 Respuesta el cobre está más caliente, con más temperatura. 4.- EN UNA ESCUELA PREPARATORIA UNA VENTANA DE VIDRIO TIENE UN ÁREA DE 1.4 M2, SI LA TEMPERATURA ESTA A 21ºC. ¿Cuál SERA SU AREA FINAL AL AUMENTAR LA TEMPERATURA A 35ºC? () DILATACION LINEAL, cuando aumenta longitud, pero su área es la misma. 0.02m2 0.02m2 L final L inicial () DILATACION superficial, cuando aumenta el área. 0.02m2 0.2m2 =2∗ 𝐴𝑓 = 𝐴𝑜 (1 + ∗ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑜) Datos : Ao= 1.4 m2 vidrio= 14.6 x 10 -6 ºC^-1 Tf= 35 ºC To= 21 ºC 𝐴𝑓 = 1.4 𝑚2 (1 + 14.6 x 10 − 6 ºC^ − 1 ∗ (35º𝐶 − 21º𝐶) 𝐴𝑓 = 1.400286 𝑚2 5.- DETERMINE LA CANTIDAD DE CALOR PARA DERRETIR 10 G DE HIELO A -10ºC T fusión= 0 ºC (agua) To= -10ºC Masa = 10 g Ce = 0.5 cal/g*°C (hielo) Lf = 80 cal/g 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 + 𝑄 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑠𝑒 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐶𝑒 ∗ 𝑚 ∗ 𝑇 + 𝑚 ∗ 𝐿𝑓 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0.5 cal 𝑐𝑎𝑙 ∗ °C ∗ 10𝑔 ∗ (0º𝐶 + 10º𝐶) + 10𝑔 ∗ 80 g 𝑔 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 850 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎𝑠