Guia resuelta de calorimetria

4º 13ra T.V.

Física - TP 1: Calorimetría

1. La temperatura de 70ºF expresada en ºC, sabiendo que T ºC =(T ºF −32 ºF ) / 1,8
T ºC =( 70 ºF − 32 ºF ) / 1,8
T ºC =38ºF / 1,8

ºC
, es:
ºF

ºC
ºF

ºC
ºF

T ºC = 21,1 ºC
ºF
+32 ºF :
ºC
a) T ºF =100 ºC ×1,8 ºF +32 ºF El punto de fusión del hielo a 760 mmHg (condiciones
atmosféricas regulares) es de 212ºF
ºC
T ºF =180 ºF +32 ºF=212 ºF

2. Usando la ecuación inversa a la previamente mencionada T ºF =T ºC ×1,8

b) T ºF = 0 ºC ×1,8 ºF +32 ºF El punto de ebullición del agua a 760 mmHg es de 32ºF
ºC
T ºF =32 ºF
c)

ºF
+32 ºF La temperatura del cuerpo humano es de 96,8ºF
ºC
T ºF = 64,8 ºF +32 ºF =96,8 ºF

d)

ºF
+32 ºF La temperatura ambiente es de 64,4ºF
ºC
T ºF = 32,4 ºF + 32 ºF =64,4 ºF

T ºF =36 ºC×1,8

T ºF =18 ºC ×1,8

3. Este ejercicio fue omitido por instrucciones de la profesora
4. Se toma tal precaución porque, de estar muy caliente la superficie o como la llama lo está,
el agua en el dedo amortigua el aumento de temperatura en los tejidos: esto sucede por su
alto calor específico (1 cal/gºC) que resulta en un mayor tiempo para aumentar su
temperatura.
5. Según el Principio Cerode la Termodinámica, todos los sistemas en contacto térmico
tienden al equilibrio térmico. Por ende, la suma de los calores del agua, la sustancia y el
calorímetro deben ser 0 (ya que para alcanzar el equilibrio térmico, algunos elementos
absorberán y otros cederán energía).
0 =Qcalorímetro +Q agua+Q sustancia A +Q sustancia B
Aunque se hace una diferencia entre las sustancias, cabe aclararque en realidad es la misma sustancia (y por lo
tanto, tiene el mismo calor específico), pero en diferentes condiciones

Para obtener el calor de cada elemento, se considera su calor específico, masa y diferencia
de temperatura. Para el calorímetro, consideraremos su capacidad calorífica y la
temperatura inicial de su contenido (se presume que estaban en equilibrio térmico).

4º 13ra T.V.0 = 30

Física - TP 1: Calorimetría
cal
cal
×10 ºC + 20 g ×1
×10 ºC + 100 g ×c sustancia ×−70 ºC + 10 g ×c sustancia ×−120 ºC
ºC
g ºC
0 = 300 cal + 200 cal − 7000 g Cº ×c sustancia − 1200 g Cº × c sustancia
8200 g ºC ×c sustancia = 500 cal
c sustancia =

500 cal
cal
= 0,06
8200 g ºC
g ºC

6. Para calcular el calor necesario para pasar un cubo de hielo de 30 g (a -18 ºC) a vaporde
agua (a 120 ºC), se debe considerar el calor específico del agua en cada estado de
agregación, más la energía necesaria para los cambios de estado.
cal
cal
cal
cal
cal
Q = 30 g ( 0,5
×18 ºC + 80
+1
×100 ºC + 0,5
× 20 ºC + 540
)
g ºC
g
g ºC
g ºC
g
Q = 30 g ( 9

cal
cal
cal
cal
cal
+ 80
+ 100
+ 10
+ 540
)
g
g
g
g
g
Q = 30 g ×739

cal
= 22170 cal
g

Parasimplificar, ya que para cada calor hay que multiplicar por la misma masa, sacamos factor común.

7. Ver gráfico adjunto
8.
a)
Q = 1 kg ( 0,5

kcal
kcal
kcal
× 4 ºC + 80
+1
×95 ºC )
kg ºC
kg
kg ºC

Q = 1 kg ( 2

kcal
kcal
kcal
+ 80
+ 95
)
kg
kg
kg

kcal
= 177 kcal
kg
b) El refugio se encuentra a grandes alturas, lo cual implica diferentes condiciones
atmosféricas(menor presión). Esto afecta directamente los puntos de fusión y
ebullición.
Q = 1 kg ×177

9. Como el 10% de la energía (240 kcal) es utilizada en trabajo, solo 2160 kcal se gastan en
calor. Sabiendo que:
Q = m× c e × ΔT
Q
= ΔT
m× ce
Suponiendo que el calor específico del hombre es igual al del agua:
2160 kcal
= ΔT
kcal
75 kg ×1
kg ºC
28,8 ºC = ΔT
La temperatura del hombreaumentaría en 28,8 ºC diarios (o 1,2 ºC/hora).
10. En este caso, ya que el cambio de estado es de gaseoso a líquido, pierde energía en vez de

4º 13ra T.V.

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absorberla, por lo que es necesario considerar el opuesto del calor latente de la
vaporización.
0 = 20

cal
cal
cal
×10 ºC + 100 g ×0,5
× 10 ºC + 7 g (−l benc + 0,4
×( −50º ))
ºC
g ºC
g ºC
0 = 200...