loquito xd
















PROBLEMAS RESUELTOS
EQUILIBRIO TERMICO




























1




Problema 1.
Calcular  la  cantidad  de  calor  necesario  para  elevar  la  temperatura  a  10  Kg.  De  cobre  de  25  ºC  a
125 ºC
m = 10 Kg. = 10000 gr.
T1 = 25 ºC
T2 = 125 ºC
Ce = 0.09 Cal/gr.ºC

Q   =   m * Ce * (T2 – T1)Q   =   10000 gr. * 0.09 Cal/gr.ºC * (125 ºC - 25 ºC)
Q   = 900 * 100 = 90000 calorías

Q = 90.000 calorías

Problema 2.
Se mezclaron 5 Kg. de agua hirviendo con 20 Kg. de agua a 25 ºC en un recipiente.
La  temperatura  de  la  mezcla  es  de  40  ºC.  Si  no  se  considera  el  calor  absorbido  por  el  recipiente.
Calcular el calor entregado por el agua hirviendo y el recibido por el agua fría.Agua   hirviendo:   El   cuerpo   mas   caliente   cede
calor, el agua hirviendo ha disminuido su
temperatura desde 100 ºC hasta 40 ºC
m = 5 Kg. = 50000 gr.
T1 = 100 ºC
Ce = 1 Cal/gr.ºC
Tm = 40 ºC
Q1   =   m1 * Ce * (Tm – T1)
Q1   =   5000 gr. * 1 Cal/gr.ºC * (100 ºC - 40 ºC)
Q1   = 5000 * 60 = 300000 calorías

Agua  fría:  el  cuerpo  mas  frío  absorbe  calor,  el
agua fría aumento su temperatura desde 25 ºChasta 40 ºC
m = 20 Kg. = 20000 gr.
T2 = 25 ºC
Ce = 1 Cal/gr.ºC
Tm = 40 ºC

Q2  =   m2 * Ce * (Tm – T1)
Q2   =   20000 gr. * 1 Cal/gr.ºC * (40 ºC - 25 ºC)
Q2  = 20000 * 15 = 300000 calorías
Q1 = 300.000 calorías
Q1 = 300 kcalorías
Q1 = 300.000 calorías
Q1 = 300 kcalorías

EL CALOR CEDIDO = CALOR ABSORBIDO

Problema 3.Se  tienen  200  gr.  de  cobre  a  10  ºC.  Que  cantidad  de  calor  se  necesita  para  elevarlos  hasta  100
ºC.
Si se tienen 200 gr. de aluminio a 10 ºC y se le suministra la misma cantidad de calor suministrada
al cobre. Quien estará mas caliente?

Cobre:
m1 = 200 gr.
T1 = 10 ºC
T2 = 100 ºC
Ce = 0.09 Cal/gr.ºC

Q1   =   m1 * Ce * (T2 – T1)

Aluminio:
El  calor  especifico  del  aluminio  es  mayor  que  eldel  cobre.  Esto  significa  que  a  la  misma  masa  se
necesita  mas  calor  para  elevar  la  temperatura  del
aluminio en 1 ºC

m2 = 200 gr.
Q1 = 200 gr.* 0.09Cal/gr.ºC*(100  ºC  -  10 ºC) T1 = 10 ºC
Q1  = 1.620 calorías
T2 = ?
Ce = 0.21 Cal/gr.ºC

1620 calorías = 200 gr. * 0.21 Cal/gr.ºC * ( T2 - 10ºC)



2




1620   = 42 * (T2 –10)
1620/42 = T2 –10
38,571 = T2 –10
T2 = 38,571 + 10
T2 = 48,571 ºCProblema  4.  Un  recipiente  de  aluminio  de  2,5  Kg.  contiene  5  Kg.  de  agua  a  la  temperatura  de  28
ºC.
Que cantidad de calor se requiere para elevarles la temperatura hasta 80 ºC.

Aluminio
m1 = 2,5 Kg. = 2500 gr.
T1 = 28 ºC
Tf = 80 ºC
Ce = 0.21 Cal/gr.ºC

Q1  =   m1 * Ce * (Tf – T1)
Q1  =   2500 gr. * 0.21 Cal/gr.ºC * (80 ºC - 28 ºC)
Q1  = 525 * (52) calorías

Agua:m2 = 5 Kg. = 5000 gr.
T1 = 28 ºC
Tf = 80 ºC
Ce = 1 Cal/gr.ºC

Q2   =   m2 * Ce * (Tf – T1)
Q2   =   5000 gr. * 1 Cal/gr.ºC * (80 ºC - 28 ºC)
Q2   = 5000 * 52 = 260.000 calorías
Q1  = 27.300 calorías

En  este  caso  absorben  calor  el  recipiente  de  aluminio  como  el  agua.  Por  lo  tanto  es  necesario
calcular el calor absorbido por cada uno y luego sumarlos.

Qt   = Q1 + Q2Qt   =   27.300 +260.000
Qt   =   287.300 calorías


Problema 5.
En un recipiente que contiene 5000 gr, de agua a 20 ºC se coloca a 100 ºC un bloque de hierro de
500 gr.
Cual debe ser la temperatura de equilibrio, si se supone que el recipiente no recibe ni cede calor.

Agua:   Al   estar   a   menor   temperatura   que   el   Hierro: Al estar a mayor temperatura cede calor
hierro absorbe calor.m1 = 5 Kg. = 5000 gr.
T1 = 20 ºC
Tf = ?
m2 = 500 gr.
T1 = 100 ºC
Tf = ?
Ce = 0,43 Cal/gr.ºC
Ce = 1 Cal/gr.ºC
Q2   =   m2 * Ce * (Tf – T1)
Q1   =   m1 * Ce * (Tf – T1)
Q1   =   5000 gr. * 1 Cal/gr.ºC * (Tf - 20 ºC)
Q1   = 5000 * (Tf -20)
Q2   =   500 gr. * 0,43 Cal/gr.ºC * (100 - Tf   ºC)
Q2 =   215 * ( 100 - Tf )...