Trabajo Practico: Calor y Temperatura

INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACIÓN DOCENTE Nº 95

FÍSICA Y ELEMENTOS DE ASTRONOMÍA Y LABORATORIO 2

Curso: 2 año Prof. de Biología
Trabajo Practico: Calor y Temperatura



Trabajo Práctico 4: CALOR Y TEMPERATURA
1) ¿Cuál será la temperatura final si mezclas un litro de agua a 30°C con un litro de agua a 20°C? (CH2O= 1 cal/gr. °C)
1L Agua30ºC + 1L Agua20ºC => 2L Agua quedaran a unatemperatura intermedia de 25ºC por tratarse de iguales cantidades de agua

2) ¿Cuánto calor necesitas para elevar 15°C la temperatura de 100 Kgr de agua para tú baño? (expresar el resultado en calorías y en joules).
Q = m CH2O ΔT si ΔT= 15°C m= 100kgr y CH2O= 1 cal/gr. °C
Q = 100000 gr * 1 cal/gr. °C * 15°C
Q = 1500 kcal
Q = 6285030 jules


3) ¿Qué cantidad de calor en Kcal debesuministrar a 200 gr de cobre que esta inicialmente a 20 °C, para fundirlo totalmente? (Ccu = 0,093 cal/gr.°C ; tf = 1083 °C; L = 50 cal/gr)
Q = Qfun + QfunT = m Ccu ΔT + m.Lcu
QTT= 200gr*0,093 cal/gr.°C * 1063ºC + 200gr*50 cal/gr
QTT= 19,7Kcal + 10Kcal
QTT= 29,7 Kcal

4) Los siguientes gráficos se refieren al comportamiento de 100 gr de agua. Interpretarlos (calentamiento, enfriamiento,ebullición, fusión, solidificación, vaporización).
Verificar los datos en ellos y si coinciden indicar en qué estado se encuentra a sustancia.
C hielo= 0,55 cal/gr. °C; CH2O= 1 cal/gr. °C; Cvapor H2O= 0,5 cal/gr. °C;
Lfusión = 80 cl/g r = - Lsolid; Lvapor=0,540 cal/gr= - Lcond

a)Q = m CH2O ΔT = 100gr* 1 cal/gr. °C * 80°C = 8 Kcal se verifica
Qvap =m.L = 100gr * 0,540 cal/gr = 54 cal. NOverifica porque a los 35kcal el agua ya está completamente vaporizada, entonces el grafico tendría que ser una recta creciente no una constante.
b) si suponemos que el agua está congelada se va calentando hasta los 0ºC requiere 275 cal para alcanzar esa temperatura. Q = m Chielo ΔT y después sigue calentándose hasta transformarse en liquido 8000 cal mas

5) Un trozo de 0,5 Kgr de aluminio (CAI= 9001/Kgr. °K) a 100°K se coloca en 1 Kgr de agua (CH20= 4200 1/kgr. °K) que está a 20 °C. Si el sistema está aislado, ¿cuál es la temperatura final de la mezcla?
La temperatura final será una relación de las entre las cantidades de calor con la masa de las sustancias.
Tf= (QAl+QH2O)/(mAl.cAl+mH2O.cH2O)
Tf= ((0,5Kgr*100ºK *900 1/kgrºK)+(1Kgr*293ºK*4200 1/kgrºK))
(0,5Kgr*900 1/kgrºK+1Kgr*42001/kgrºK)
Tf= 274,32ºK = 1,32ºC
6) Un bloque de aluminio de 1 Kgr es calentado por un calentador eléctrico de 900 watt de potencia. Si la temperatura del bloque aumenta 5 °C, ¿Durante cuánto tiempo se suministró energía?
Suponemos que es proceso adiabático, por lo tanto Q=0 entonces
U =-W donde U=m.Ce.T y W=P.t = 900w*(t[seg])=>como es un sistema al que se le está entregando energía => m.Ce.T=P.t
t= (m.Ce.T)/P
t= (1kgr*5ºK*900 J/kgrºK)/(900J/s)
t=5seg

7) La arista de un cubito de aluminio mide 2 cm a 0°C y 2,005 a 100 °C. Calcular el coeficiente de dilatación volumétrica.
L0ºc=2cm mientras L100ºC=2,005cm => Vf = V0(1+γ.ΔT)
(2,005cm)3 = (2cm)3(1+γ*100ºC) => (1.0075-1)/100ºC
γ= 7.5x10-5 1/ºC

8) a 15 °C una rueda de carro tiene un diámetro de 2 m y el diámetro interior dela llanta de hierro (αFe = 11,10 -6 1/°C) es de 1,998 m, que temperatura se debe calentar la llanta para poder calzarla en la rueda).
d0=1,998m mientras df=2m => Sf = S0(1+β.ΔT) donde β=2α y S=π(d/2)2
π(df/2)2= π(d0/2)2(1+2α.ΔT) => ((df/ d0)-1)/ 2α= ΔT
ΔT=45,5ºC => Tf=T0+ ΔT => Tf=15ºC+ 45,5ºC
Tf=60,5ºC

9) La longitud de un puente de hierro es de 500 m. Si tiene un extremo fijo y el otrolibre sobre rodillos, calcular cuánto se desplaza ante un cambio de temperatura de 8°C a 38°C.
L0=500m mientras Lf=? => Lf = L0(1+α.ΔT) Donde α=11x10-6 1/ºC y ΔT=(38-8)ºC
Lf =500m(1+11X10-6*30ºC)
Lf =500,165 m entonces se desplaza 0,165 metros

10) ¿Qué error cometerá en una medición de 37,5 cm un carpintero que deja su cinta métrica de acero (αac= 12x10-6 1/°C al sol y esta alcanza una...