ejercicios de física

PROBLEMAS DE QUMICA TERMODINAMICA
hallar la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 100 g de cobre desde 10 ºC a 100 ºC. CeCu=0,093.cal/(g°C)Solución
Q=Ce.m.∆TQ=0,093.calg°C.100g100-10°CQ=837cal suponiendo que a 100 g de aluminio a 10 ºC se le suministre la cantidad de calor necesario del ejercicio anterior deducir que cuerpo, cobre o aluminio, estará más caliente.CeAl=0,217.cal/(g°C).
Solución
Q=Ce.m.∆T∆T=QCe.m∆T=(837cal)/(0,217.calg°C.100g)∆T=38,57°C∴el metal mas caliente es el cobre Un trozo de 6,22 Kg de cobre metálico se calienta dese 20,5 °C hasta 324,3 °C. calcule el calor absorbido (en KJ) por el metal.
Solución:
Q=mCe∆TQ=6220g4,184J°Cg324,3-20,5°CQ=7906,237kJHallar la temperatura resultante de la mezcla de 150 g de hielo a 0ºC y 300 g de agua a 50ºC.Solución
•Qperdido=Qganado-(300g.4,184Jg.°C.Tf-50=150g.334,4Jg +150.4,184calg.°C.(Tf-0°)•1255,2JTf+62760J=50160J+627,6TfJ12600=1882,8TfJTf=6,69°CHallar el calor que se debe extraer de 20 g de vapor de agua a 100 ºC para condensarlo y enfriarlo hasta 20 ºC calor de vaporización 540 cal/g
Solución
Q=m.ℷvQ=20g.540cal/gQ=-10800.calQperdido=m.Ce.∆T•Q=20g.1calg°C.20-100°CQ=-1600 cal Qtotal=-12400calUn calorímetro de 55 g de cobre contiene 250 g de agua a 18 ºC. Se introduce en él 75 g de una aleación a una temperatura de 100 ºC, y la temperatura resultante es de 20,4 ºC. Hallar el calor específico de la aleación.CeCu=0,093.cal/(g°C)Solución-Qperdido=Qganado-Cesust.msust.∆T=CeCu.mCu.∆T+Ceagua.magua.∆T.-Cesust.75g.20,4-100°C=0,093.calg°C.55g.20,4-18°C+1calg°C.250g.20,4-18°CCesust.5970g.°C=12,276.cal+600.calCesust=612,276.cal5970.g°CCesust=0,1026.calg°Challar la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 300 g de cobre desde 40 ºC a 100 ºC. CeCu=0,093.cal/(g°C)Solución
Q=Ce.m.∆TQ=0,093.calg°C.300g100-40°CQ=1674calLa combustión de 5 g de coque eleva la temperatura de 1 l de agua desde 10 ºC hasta 47 ºC. Hallar el poder calorífico del coque.
Solución1Lagua=1000ml=1000gQ=Ce.m.∆TQ=1.calg°C.1000g.47-10°CQ=37000.cal→37000cal5g=7400 .calgEl agua en la parte superior de las cataratas del Niágara tiene una temperatura de 10 ºC. Si ésta cae una distancia total de 50 m y toda su energía potencial se emplea para calentar el agua, calcule la temperatura del agua en el fondo de la catarata
Solución
Ep=mghSi tomamos como masa del agua a 1KgEp=1Kg.9,8.ms2.50mEp=490.JAdemás siQ=Ep∆T=QCe.m∆T=490J4,184Jg°C.1000g∆T=0,117°C∴Tf=Ti+∆T=10,117°C¿Cuánto calor debe agregarse a 20 g de aluminio a 20 ºC para fundirlo completamente? Calor de fusión del aluminio ℷf=3,97 x 105Jkg; Calor específico del aluminio 0,215 cal/g ºC; Punto de fusión del aluminio: 660 ºC
Solución
∆T=Tf-Ti∆T=660°C-20°C=640°CQ=Ce.m.∆TQ=20g.0,215.calg°C.640°CQ=2732cal ;si 1 cal=4,184J→2732cal=11430,688JAdemás calornecesario para que cambie de estado es
Qf=ℷf.mQf=3,97x105Jg.20gQf=7940J∴el calor necesario para subir la temperatura y cambiar de estado esQT=Qf+QQT=7940J+11430,688J=19370,688JUna bala de plomo de 3 g se desplaza a 240 m/s cuando se incrusta en un bloque de hielo a 0 ºC. Si todo el calor generado funde el hielo, ¿qué cantidad de hielo se derrite? (el calor latente de fusión para el hielo es de 80kcal/kg y el calor específico del plomo es de 0,030 kcal/kg. ºC.
Solución
Ec=mv22=0,003.240.ms22Ec=172,82J=86.4Jsi un cal=4,184J →80cal=334,72JQf=ℷf.m→m=Qfℷfm=86,4334,72Jgm=0,2581g¿Qué energía desprenden al aire 80 g de vapor de agua que se condensan en una ventana? En calorías
Datos: Vapor Le = 2257 J/g
Solución:
Q=m.LeQ=80g.2257Jg→Q=180560J.1cal4.184JQ=43154,87calUna herradura de hierrode 1,5 Kg inicialmente a 600 ºC se sumerge en una cubeta que contiene 20 Kg de agua a 25 ºC. ¿Cuál es la temperatura final?ce HIerro=0.450KJKg°CSolución
•Qperdido=Qganado•1,5Kg .0.450KJKg°C .Tf-600°C=20Kg.4,184KJg°C.(Tf-25°C)•0,675KJ°C.Tf-600°C=83.68KJ°C.Tf-25°C•0,675Tf-405=83,68Tf-2092Tf=20,324°CA una sartén de acero de 300 g de masa se le aumenta la energía interna en 200 J:...