Matriz efey efi

1. Una burbuja de aire de masa m que tiene una temperatura inicial Tim, se introduce en una masa M de aire a la temperatura inicial TiM < Tim. Si la temperatura de equilibrio de la mezcla es T,calcular el calor específico de aire de masa m. Despreciar la transferencia de calor al ambiente.
Solución:

Como la temperatura inicial del aire de masa M es menor que la del aire de masa m ,este le entrega calor al aire de masa m. Cuando se alcanza el estado de equilibrio, por la conservación de la energía, el calor Qm entregado por el aire de masa m debe ser igual al calor QM absorbidopor el aire de masa M, entonces:
Calor perdido por el aire de masa m :
Qm =-mcΔT = -mc(T - Tim)
Calor ganado por el aire de masa M:
QM =McMΔT = McM(T - TiM)
QM = Qm ⇒ McM(T - TiM) = mc(Tim - T)Despejando el calor específico c del aire de masa m, se obtiene:
[pic][pic]
2. Una burbuja de aire seco de 2000 g de masa adquiere una rapidez de 3 m/s, choca en una masa de aire. Suponiendo quetoda la energía térmica generada durante el impacto permanece en la burbuja, calcular su cambio de temperatura.
cpa=1.005J/gr.°K , cpv = 1.81J/gr.°K ,

SOLUCION: Los datos son m = 2000 gr, v =3 m/s. La energía cinética de la burbuja es:
[pic]
Toda esta energía cinética se transforma en calor en la burbuja, como para el cpa =1.005 J/kgºC, entonces:Q=m.cpΔT →[pic]

3. Calcular la cantidad de calor necesario para transformar un gramo de hielo a -30º C en vapor de agua hasta 120º C.

SOLUCION:
Es conveniente analizar cada proceso físico enforma separada, el subíndice H se refiere la hielo, el A al agua y el V al vapor.
a) Cálculo del calor que se le debe agregar al hielo para elevar su temperatura
desde -30º C hasta 0º C; eneste proceso hay cambio de temperatura, se calcula
el calor sensible Q1:
cH = 2090 J/Kg.°C ( calor especifico del Hielo)
mH = 0.001 Kg
Q1 = mH cH ΔT
Q1 = (0.001...