calor en fisica

Calorimetría - Soluciones

1.-

¿Cuántas calorías ceden 5 kg de cobre (c = 0,094 cal/g°C) al enfriarse desde
36 oC hasta -4 °C?

Datos:
m = 5 kg = 5.000 g
Ti = 36 °C
Tf = - 4 °C
c = 0,094 cal/g°C
Q = - mc∆T = - mc(Tf – Ti) = - 5.000 g · 0,094 cal/g°C · (-4 °C – 36 °C) = 18.800 cal
2.-

Un bloque de acero (c = 0,12 cal/g°C) de 1,5 toneladas se calienta hasta absorber
l,8xl06 cal.¿A qué temperatura queda si estaba a 10 oC?

Datos:
m = 1,5 ton = 1.500 kg = 1.500.000 g = 1,5x106 g
Ti = 10 °C
c = 0,12 cal/g°C
Q = 1,8x106 cal
Q = mc∆T = mc(Tf – Ti)

3.-

Q
1,8 x10 6 cal
Tf =
+ Ti =
+ 10°C = 20°C
mc
1,5 x10 6 ⋅ 0,12cal / g°C

Una caja de latón (c = 395,6 J/kg°C) tiene una masa de 250 g a una temperatura
de – 20 °C. ¿Cuánta energía térmica hay que suministrarlepara que alcance la
temperatura de 120°C?

Datos:

©

m = 250 g = 0,25 kg
Ti = - 20 °C
Tf = 120 °C

.c

l

c = 395,6 J/kg°C

¿Cuántas calorías absorbe una barra de fierro (0,11 cal/g°C) cuando se calienta
desde -4 oC hasta 180 oC, siendo su masa de 25 kg?

e
rd

4.-

u
g

o

Q = mc∆T = mc(Tf – Ti) = 0,25 kg · 395,6 J/kg°C · (120 °C - - 20 °C) = 13.846 J

Datos:.h

v

m = 25 kg = 25.000 g
Ti = - 4 °C

w

Tf = 180 °C

w

c = 0,11 cal/g°C

w

Q = mc∆T = mc(Tf – Ti) = 25.000 g · 0,11 cal/g°C · (180 °C - - 4 °C) = 506 kcal

Hernán Verdugo Fabiani
Profesor de Matemática y Física
www.hverdugo.cl

1

5.-

¿Qué masa tiene una plancha de cobre si cede 910 cal al enfriarse desde 192 oC
hasta -8 oC?

Datos:
Q = 910 cal
Ti = 192 °CTf = - 8 °C
c = 0,094 cal/g°C

Q = - mc∆T

6.-

m= −

Q
Q
910cal
=−
=−
= 48,4g
c∆T
c (Tf − Ti )
0,094cal / g°C(− 8°C − 192°C)

¿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 oC hasta 30 oC?

Datos:
V = 1/ 4 l = 0,25 l = 250 cm3
ρ = 13,6 g/cm3
c = 0,033 cal/g°C
Ti = - 20 °C
Tf = 30 °C
m = ρV = 13,6g/cm3 · 250 cm3 = 3.400 g
Q = mc∆T = 3.400 g · 0,033 cal/g°C · (30 °C - - 20 °C) = 5.610 cal
7.-

Para calentar 3/4 litros de mercurio que están a 5 oC se absorben 6,6 Kcal. ¿A
qué temperatura queda?

Datos:
V = ¾ l = 0,75 l = 750 cm3

©

ρ = 13,6 g/cm3

l

c = 0,033 cal/g°C

.c

Ti = 5 °C

m = ρV = 13,6 g/cm3 · 750 cm3 = 10.200 g

Q
6.600cal
+ Ti =
+ 5°C = 24,6°C
mc10.200 ⋅ 0,033cal / g°C

Se tienen 2,5 toneladas de fierro que ceden 2,2xl06 cal al enfriarse desde 1000 oC.
¿A qué temperatura queda?

.h

v

8.-

Tf =

e
rd

Q = mc∆T = mc(Tf – Ti)

u
g

o

Q = 6,6 kcal = 6.600 cal

w

w

Datos:
m = 2,5 ton = 2.500 kg = 2,5x106 g
Ti = 1.000 °C
c = 0,11 cal/g°C

w

Q = 2,2x106 cal

Q = - mc∆T = - mc(Tf – Ti)

Tf = −Hernán Verdugo Fabiani
Profesor de Matemática y Física
www.hverdugo.cl

Q
2,2x10 6 cal
+ Ti = −
+ 1.000°C = 992°C
mc
2,5 x10 6 ⋅ 0,11cal / g°C
2

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 nuncase quita parte alguna del trozo de hielo inicial,
ni siquiera cuando es agua.

a)
Datos:
m = 1 kg = 1.000 g
Ti = - 40 °C
chielo = 0,5 cal/g°C
cagua = 1 cal/g°C
Lf = 80 cal/g
Lv = 540 cal/g
i)

para que suba su temperatura de -40 °C a 0 °C

Q = mc∆T = 1.000 g · 0,5 cal/g°C · (0 °C - - 40 °C) = 20.000 cal
ii)

para que se produzca el proceso de la fusión:

Q = mLf = 1.000 g · 80cal/g = 80.000 cal
iii)

para que suba su temperatura de 0°C a 100 °C (en forma de agua líquida)

Q = mc∆T = 1.000 g · 1 cal/g°C · (100 °C – 0°C) = 100.000 cal
iv)

para que se evapore completamente

Q = mLV = 1.000 g · 540 cal/g = 540.000 cal
se suman todas las energías

©

v)

.c

l

Q = 20.000 cal + 80.000 cal + 100.000 cal + 540.000 cal = 740.000 cal

iv)

e
rd...