Ejercicios Resueltos De Termodinámica

FÍSICA Y QUÍMICA – 1º BACHILLERATO
Ejercicios de Energía y Calor

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1. Calcula la cantidad de calor que hay que comunicar a 200 l de agua para que su
temperatura se incremente 25 ºC.
Dato: ca (líquida) = 4180 J/kg·K. Sol. 2,09·107 J.
2. ¿A qué temperatura alcanza el equilibrio térmico una mezcla de 3 l de agua a 40 ºC con
1,5 l de alcohol a 6 ºC?
Dato: ca (líquida) = 4180 J/kg·K; cal = 2450J/kg·K; dal = 0,79 kg/l. Sol. 33,61 ºC.
3. Compara los incrementos de temperatura que se obtienen al suministrar una cantidad
de calor de 100.000 J a 1 kg de agua y a 1 kg de hielo.
Dato: ca (líquida) = 4180 J/kg·K; ch = 2100 J/kg·K. Sol. Para el agua líquida 23,92 K y
47,62 K para el hielo.
4. Calcula la cantidad de energía que hay que suministrar a un litro de agua, inicialmente
a 10 ºC, para que seconvierta en vapor de agua a 110 ºC. Sol. 2652600 J.
5. Calcula qué cantidad de agua a 60 ºC se necesita para fundir 1 kg de hielo a 0 ºC.
Dato: ca (líquida) = 4180 J/kg·K; lf (hielo) = 335 kJ/kg. Sol. 1,336 kg.
6. Una lámina cuadrada de plomo de 30 cm de lado incrementa su temperatura en 50 K.
Calcula la nueva superficie de la lámina.
Dato: coeficiente lineal de dilatación del plomo: α =0,000028/K. Sol. 0,090252 m2
7. Calcula qué cantidad de agua a 60 ºC es necesario añadir a 1 kg de hielo a 0 ºC para
obtener agua a 20 ºC.
Dato: ca (líquida) = 4180 J/kg·K; lf (hielo) = 335 kJ/kg. Sol. 2,5 kg.
8. Un cubo de plomo de 10 cm de lado aumenta su temperatura en 100 K. Halla el nuevo
volumen del bloque metálico.
Dato: coeficiente lineal de dilatación del plomo: α = 0,000028/K. Sol. 1,0084·10-3m3.
9. Un puente de hierro tiene una longitud de 50 m a 0 ºC. La temperatura del ambiente
oscila a lo largo del año entre -15 ºC y 35 ºC. Calcula la máxima variación de la longitud
del puente.
Dato: coeficiente lineal de dilatación del hierro: α = 0,000012/ºC. Sol. 0,030 m.
10. Calcula qué cantidad de calor hay que proporcionar a un bloque de hielo de 2 kg,
inicialmente a -10 ºC, para convertirloen agua a 0 ºC.
Dato: ch = 2100 J/kg·K; lf (hielo) = 335 kJ/kg. Sol. 712 kJ.
11. Calcula la variación de energía interna de un sistema termodinámico que evoluciona
desde un estado A hasta un estado B absorbiendo 600 J de calor si se realiza sobre el
sistema un trabajo de 150 J. Sol. 750 J.
12. Cuando se suministra una cantidad de calor de 3000 J a un sistema termodinámico, su
energía interna seincrementa en 1800 J. Determina si el sistema realiza un trabajo o
no y calcula el valor del trabajo realizado por o sobre el sistema. Sol. W = 1200 J.
13. Tres moles de monóxido de carbono (CO) experimentan una transformación a
volumen constante en la que incrementan su temperatura 50 K. Calcula:
a. El trabajo realizado. Sol. 0 J.
b. La cantidad de calor recibida o cedida por el gas. Sol. 3120 J.
c.El incremento de la energía interna. Sol. 3120 J.
Dato: cv = 20,8 J/K·mol
14. Tres moles de oxígeno (O2) experimentan una transformación a presión constante en
la que se incrementan su temperatura 50 K. Calcula:

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Ejercicios de Energía y Calor

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a. El trabajo realizado. Sol. -1247 J.
b. La cantidad de calor recibidao cedida por el gas. Sol. 4365 J.
c. El incremento de la energía interna. Sol. 3118 J.
Dato: cp = 29,1 J/K·mol; R = 8,31 J/K·mol.
Tres moles de neón (Ne) experimentan una transformación a volumen constante en la
que incrementan su temperatura 50 K. Calcula:
a. El trabajo realizado. Sol. 0 J.
b. La cantidad de calor recibida o cedida por el gas. Sol. 1875 J.
c. El incremento de la energía interna.Sol. 1875 J.
Dato: cv = 12,5 J/K·mol
Un gas experimenta dos procesos consecutivos: primero se expande realizando un
trabajo de -30000 J y absorbiendo una cantidad de calor de 40000 J y, a continuación,
se comprime absorbiendo una cantidad de calor de 20000 J mientras que se realiza un
trabajo de 5000 J sobre el gas. Calcula:
a. El trabajo realizado por el gas. Sol. -25000 J.
b. La cantidad...