Calor
Páginas: 5 (1002 palabras)
Publicado: 18 de noviembre de 2012
Guia
1. Un ambiente está separado de otro por una pared de corcho de 12 cm de espesor y 3,5 m ² de superficie. ¿Qué cantidad de calor ha pasado de uno a otro ambiente en 3 horas y 20 minutos si en uno de ellos la temperatura es de 65 °C y en el otro es de 17 °C? (k = 0.0001 cal/cm.°C.s). Respuesta: 1680 kcal
2. Un carpintero construye una pared. Hacia el exterior coloca una lámina demadera (k = 0.08 W/m °C) de 2.0 cm de espesor y hacia el interior una capa de espuma aislante (k = 0.01 W/m °C) de 3.5 cm de espesor. La temperatura de la superficie interior 19 °C y la exteriores de -10 °C. Calcular: a) la temperatura de la unión entre la madera y la espuma, b) la razón de flujo de calor por m2 a través de esta pared. R/ - 15.3 °C, b) – 53.2 W/m2.
3. Un extremo de una varillametálica aislada se mantiene a 100 °C y el otro se mantiene a 0 °C en contacto con una mezcla de hielo- agua. La varilla tiene 40 cm de longitud y un área transversal de 0.75 cm². El calor conducido por la varilla funde 3 g de hielo en 5 min. Calcular la cantidad de calor conducida por la varilla, b) la conductividad térmica del metal.
R/ 3.3 W, 173.7 W/m °C.
4. Una dama se encuentraen bikini en un sauna cuyas paredes están a 85 °C y tiene una emisividad igual a 1. Su piel se encuentra a 40 °C y su emisividad es de 0.8. ¿Cuánto calor absorbe la dama por radiación de las paredes?
5. Es peligroso que los envases de aerosoles se expongan al calor. Si una lata de fijador para el cabello a una presión de 4 atmósferas y a una temperatura ambiente de 27 °C se arroja alfuego y el envase alcanza los 402 °C ¿Cuál será su nueva presión? La lata puede explotar si la presión interna ejerce 6080 mm Hg ¿Qué probabilidad hay de que explote?
6. Se comprime adiabáticamente un volumen de 22.4 l de nitrógeno gaseoso (gas diatómico) a 0 ºC y 1 atm a 1/10 de su volumen inicial. Hallar: a) La presión final Sol. 25.12 atm.; b) La temperatura final Sol. 685.75 K ; c) El trabajoque hay que realizar sobre el sistema. Para el nitrógeno 1 mol de gas nitrógeno posee 28 g de masa Sol. –141.927,954 J
7. Un gas es comprimido a una presión constante de 0.80 atmósferas de 9 L a 2 L. En el proceso, 400 J de energía térmica salen del gas, a) ¿Cuál es el trabajo efectuado por el gas?, b) ¿Cuál es el cambio en su energía interna? Sol. –567 J, 167 J
8. Un bloque de 1 Kg dealuminio se calienta a presión atmosférica de manera tal que su temperatura aumenta de 22 ºC a 40 ºC. Encuentre a) el trabajo realizado por el aluminio, b) la energía térmica que se le entrega y, c) el cambio de su energía interna. Sol. 48.6 mJ; 16.2 KJ; 16.2 KJ
9. Un motor suministra una potencia de 0.4 Hp para agitar 5 Kg de agua. Si se supone que todo el trabajo calienta el agua porfricción, ¿cuánto tomará incrementar la temperatura del agua 6 (C?. R/ 7 min
10. Un sistema de pistón-cilindro contiene un gas ideal con un volumen inicial de 3 pies cúbicos, la presión inicial de 20 lbf/pulg2 y una temperatura de 60 ºF. El gas se comprime hasta una presión final de 60 lbf/pulg2. Determine: a) El trabajo de compresión si es un proceso isotérmico, b) Considere que el procesodescribe una línea recta entre los estados iniciales y finales en el diagrama presión volumen. Determine el trabajo por compresión es éste caso y compare el diagrama a) y b).
11. Se comprime lenta y adiabáticamente a un mol de un gas que se encuentra inicialmente a 27 °C y 1 atm hasta que su temperatura se eleva a 47 °C. Entonces se expande lenta e isotérmicamente hasta que su presión vuelve aser 1 atm. Sabiendo que Cp = 28.8 J/mol • K, y que R = 8.3 J/mol • K, determinar: a) La presión que alcanza después de la compresión adiabática. b) Las variaciones de energía interna en el proceso. c) El calor y el trabajo totales en el proceso. d) Hacer un gráfico presión volumen del proceso.
12. Un mol de gas ideal se somete al proceso cíclico de la figura. a) Calcular el trabajo en...
1. Un ambiente está separado de otro por una pared de corcho de 12 cm de espesor y 3,5 m ² de superficie. ¿Qué cantidad de calor ha pasado de uno a otro ambiente en 3 horas y 20 minutos si en uno de ellos la temperatura es de 65 °C y en el otro es de 17 °C? (k = 0.0001 cal/cm.°C.s). Respuesta: 1680 kcal
2. Un carpintero construye una pared. Hacia el exterior coloca una lámina demadera (k = 0.08 W/m °C) de 2.0 cm de espesor y hacia el interior una capa de espuma aislante (k = 0.01 W/m °C) de 3.5 cm de espesor. La temperatura de la superficie interior 19 °C y la exteriores de -10 °C. Calcular: a) la temperatura de la unión entre la madera y la espuma, b) la razón de flujo de calor por m2 a través de esta pared. R/ - 15.3 °C, b) – 53.2 W/m2.
3. Un extremo de una varillametálica aislada se mantiene a 100 °C y el otro se mantiene a 0 °C en contacto con una mezcla de hielo- agua. La varilla tiene 40 cm de longitud y un área transversal de 0.75 cm². El calor conducido por la varilla funde 3 g de hielo en 5 min. Calcular la cantidad de calor conducida por la varilla, b) la conductividad térmica del metal.
R/ 3.3 W, 173.7 W/m °C.
4. Una dama se encuentraen bikini en un sauna cuyas paredes están a 85 °C y tiene una emisividad igual a 1. Su piel se encuentra a 40 °C y su emisividad es de 0.8. ¿Cuánto calor absorbe la dama por radiación de las paredes?
5. Es peligroso que los envases de aerosoles se expongan al calor. Si una lata de fijador para el cabello a una presión de 4 atmósferas y a una temperatura ambiente de 27 °C se arroja alfuego y el envase alcanza los 402 °C ¿Cuál será su nueva presión? La lata puede explotar si la presión interna ejerce 6080 mm Hg ¿Qué probabilidad hay de que explote?
6. Se comprime adiabáticamente un volumen de 22.4 l de nitrógeno gaseoso (gas diatómico) a 0 ºC y 1 atm a 1/10 de su volumen inicial. Hallar: a) La presión final Sol. 25.12 atm.; b) La temperatura final Sol. 685.75 K ; c) El trabajoque hay que realizar sobre el sistema. Para el nitrógeno 1 mol de gas nitrógeno posee 28 g de masa Sol. –141.927,954 J
7. Un gas es comprimido a una presión constante de 0.80 atmósferas de 9 L a 2 L. En el proceso, 400 J de energía térmica salen del gas, a) ¿Cuál es el trabajo efectuado por el gas?, b) ¿Cuál es el cambio en su energía interna? Sol. –567 J, 167 J
8. Un bloque de 1 Kg dealuminio se calienta a presión atmosférica de manera tal que su temperatura aumenta de 22 ºC a 40 ºC. Encuentre a) el trabajo realizado por el aluminio, b) la energía térmica que se le entrega y, c) el cambio de su energía interna. Sol. 48.6 mJ; 16.2 KJ; 16.2 KJ
9. Un motor suministra una potencia de 0.4 Hp para agitar 5 Kg de agua. Si se supone que todo el trabajo calienta el agua porfricción, ¿cuánto tomará incrementar la temperatura del agua 6 (C?. R/ 7 min
10. Un sistema de pistón-cilindro contiene un gas ideal con un volumen inicial de 3 pies cúbicos, la presión inicial de 20 lbf/pulg2 y una temperatura de 60 ºF. El gas se comprime hasta una presión final de 60 lbf/pulg2. Determine: a) El trabajo de compresión si es un proceso isotérmico, b) Considere que el procesodescribe una línea recta entre los estados iniciales y finales en el diagrama presión volumen. Determine el trabajo por compresión es éste caso y compare el diagrama a) y b).
11. Se comprime lenta y adiabáticamente a un mol de un gas que se encuentra inicialmente a 27 °C y 1 atm hasta que su temperatura se eleva a 47 °C. Entonces se expande lenta e isotérmicamente hasta que su presión vuelve aser 1 atm. Sabiendo que Cp = 28.8 J/mol • K, y que R = 8.3 J/mol • K, determinar: a) La presión que alcanza después de la compresión adiabática. b) Las variaciones de energía interna en el proceso. c) El calor y el trabajo totales en el proceso. d) Hacer un gráfico presión volumen del proceso.
12. Un mol de gas ideal se somete al proceso cíclico de la figura. a) Calcular el trabajo en...
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