30 calorimetria.doc

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LITERATURA Prof.: Alain E. Madueo Vsquez15

ACADEMIA ANTONIO RAIMONDI Enseanza de calidad

Prof.: Edwin Escalante F.CALORIMETRIA

Se encarga de estudiar el calor transitorio que puede pasar de un cuerpo a otro.

CALOR

El calor (Q) es la energa que se transmite de un cuerpo a otro, solamente a causa de una diferencia de temperaturas entre los cuerpos.

Siempre se transmite del ms caliente al ms fro.

UNIDADES

La Calora (Cal): Representa la cantidad de calor que se debe suministrar a 1g de agua para elevar su temperatura en 1C.

Adems: 1 kcal = 1000 cal

kcal: se lee kilocalora

CAPACIDAD CALORFICA (C)

Es la cantidad de calor que debe ganar o perder un cuerpo para elevar o disminuir su temperatura en un grado.

;

CALOR ESPECFICO (Ce)

Es la cantidad de calor por unidad de masa que necesita cierta sustancia para generarle una variacin de 1C

;

CALOR ABSORBIDO POR UN CUERPO (Q)

Es la cantidad de calor que absorbe un cuerpo sin generarle un cambio de estado.

TEMPERATURA DE UNA MEZCLA (EQUILIBRIO TERMICO)

Tambin conocido como la ley cero de la termodinmica. Dos cuerpos que se encuentran a la misma temperatura se encuentran en equilibrio trmico. Esto quiere decir que no existir transferencia de calor entre ellos.

PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA CALORIMETRIA

De la conservacin de la energa el calor ganado por un cuerpo ser igual al calor perdido por el otro.

CALORIMETRO DE MEZCLAS

Es aquel recipiente ideal que no permite que entre o salga calor de l. El calormetro de mezclas es usado para determinar los calores especficos de los cuerpos utilizando el principio fundamental de la calorimetra.

EQUIVALENTE EN AGUA DEL CALORIMETRO

Cuando el calormetro es real, este puede absorber calor, entonces la cantidad de calor que puede absorber un calormetro o ceder; se compara con cierta masa de agua que produzca el mismo efecto.

= masa de agua del calormetroEQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR

Con este y otros experimentos, James Joule encontr que una determinada cantidad de trabajo era equivalente a una cantidad de calor. Demostrndose:

01. En un calormetro equivalente en agua 20g se deposita 40g de agua a 40C. Hallar la temperatura de equilibrio, si el calormetro se encontraba a 10C.

a) 30C

b) 25

c) 20

d) 40

e) 45

02. Calcular la capacidad calorifica de un bloque de cierto material; si al entregarse 1000cal su temperatura incrementa en 10C.

A) 10 cal/C

B) 20

C) 50

D) 100

E) 5

03. En la determinacin del calor especifico de plano se emplea un calorimetro de equivalente en agua igual a 40g que contiene 200g a 18C un trozo de plomo de 300g de agua a 100C es introducido en el calorimetro resultando una temperatura de equilibrio de 20C. Hallar el calor especifico del plomo.

A) 0,1cal/gC

B) 0,2

C) 0,01

D) 0,02

E) 0,4

04. En un calorimetro de 80cal/C de capacidad calorifica, se tienen 20g de agua a 20C. Al sistema se hace ingresar un bloque de 25g de cierto material desconocido siendo su temperatura inicial de 140C. Si al final se observa que la mezcla presenta una temperatura de 60C. Qu calor especifico presenta dicho material?

A) 0,5cal/gC

B) 1

C) 2

D) 3

E) 4

05. Dos esferas del mismo material pero de masas m y 4m son ubicadas en un calorimetro impermeable al calor. Si 4m esta a 60C y m a 10C. Que energa interna se transfiere de una esfera a otra al alcanzar el equilibrio trmico (m = 2kg, Ceesferas = 3cal/gC)

A) 150kcal

B) 180

C) 210

D) 240

E) 270

06. En un calorimetro de equivalente en agua igual a 100g se tiene inicialmente 400g de agua a 10C. Si al calorimetro se vierte 1kg de agua a 70C al alcanzar el equilibrio trmico en cuanto se increment la energa interna del calorimetro.

A) 1kcal

B) 2

C) 3

D) 4

E) 4,5

07. Se tiene dos bloques A y B de igual masa tal que Ce(A) = 2Ce(B) ambas a 120C de temperatura, si A se introduce en un calorimetro de equivalente en agua despreciable que contiene agua a 40C la temperatura de equilibrio es 80C. Si se introduce los dos bloques A y B indicar a que temperatura se alcanza el equilibrio.

A) 75C

B) 80

C) 82

D) 88

E) 95

08. En un calorimetro de equivalente en agua despreciable que tiene 400g de agua a 0C se vierten simultanemente 300, 600 y 200g de agua a las temperaturas de 60C, 80C y 90C respectivamente. Hallar la temperatura de equilibrio del sistema.

A) 48C

B) 52

C) 56

D) 60

E) 66

09. En un calorimetro de capacidad calorifica despreciable se tienen 20 litros de agua a 10C. Por medio de una vvula se hace ingresar agua a 0C a razn de 2litros/s. Qu tiempo debe funcionar la vlvula para que el sistema en el calorimetro presenta una temperatura de 5C?

A) 5s

B) 10

C) 15

D) 12

E) 18TERMOMETRIA Y DILATACION

TEMPERATURAMagnitud escalar que nos indica el grado de agitacin molecular, mide la energa cintica promedio las molculas de un cuerpo; se mide en el Sistema Internacional de Unidades en Kelvin (K), pero alternativamente se suele utilizar tambin el grado centgrado (C).

CALORSe denomina as la energa transferida entre los objetos en virtud de su diferencia de temperaturas, el calor fluye de manera natural de los cuerpos calientes hacia los cuerpo fros, hasta que el sistema alcanza el equilibrio trmico.

EQUILIBRIO TRMICOEs aquel estado de los cuerpos en el cual poseen la misma temperatura, la que se denomina temperatura de equilibrio (), en dicho estado no hay transferencia de calor entre los cuerpos.

La figura muestra dos sistemas A y B que, entre muchas cosas, podran ser bloques metlicos o gases confinados. Estn aislados uno de otro y del ambiente, es decir, no sale ni entra energa. Por ejemplo, los sistemas pueden estar rodeados de paredes gruesas hechas de Styrofoam, sustancia rgida e impermeable. Se dice que las paredes son adiabticas, es decir, trmicamente aislantes. Los cambios en las propiedades medidas de uno de los sistemas no repercuten en las del otro.

LA TRANSFERENCIA DE CALORSabemos que se transfiere calor entre un sistema y su ambiente cuando su temperatura es diferente. No obstante, an no se recibe el mecanismo en virtud del cual se lleva a cabo la transferencia. Son tres: conduccin, conveccin y radiacin. Vamos a examinar cada uno por separado.

CONDUCCIN TRMICASi dejamos un atizador en el fuego suficiente tiempo, su mango se pondr caliente. Se transfiere energa el fuego al mango mediante la conduccin trmica a travs de la vara metlica. En los metales algunos de los electrones atmicos pueden moverse libremente dentro de los confines del objeto y; por tanto, estn en condiciones de transmitir el incremento de su energa cintica de las regiones de alta temperatura a las de temperatura ms baja. De ese modo una regin de temperatura creciente cruza la varilla y llega a nuestra mano.

Los hallazgos experimentales anteriores los resumimos as:

expresin en que la constante de proporcionalidad k se denomina conductividad trmica del material. En el SI la unidad de k es el watt por metro kelvin (W/m K).

CONVECCINSi observa la llama de una vela o de un fsforo, ver cmo se transporta energa hacia arriba por conveccin. Este tipo de transferencia tiene lugar cuando un fluido, digamos el aire o el agua, entra en contacto con un objeto cuya temperatura es mayor que la de su ambiente. Se eleva la temperatura del lquido en contacto con el objeto caliente y (en la generalidad de los casos) se expande el lquido. El fluido caliente es menos denso que el fluido ms fro circundante, por lo cual se eleva a causa de las fuerzas de flotacin. El fluido ms fro del ambiente cae y toma el lugar del fluido ms caliente que se eleva, inicindose as una circulacin convectiva.

La conveccin atmosfrica contribuye mucho a determinar los patrones globales climatolgicos y las variaciones meteorolgicas diarias. La conveccin tambin puede ser artificial, como cuando un soplador de horno hace circular el aire para calentar las habitaciones de una casa.

RADIACINLa energa proveniente del Sol llega a nosotros debido a las ondas electromagnticas que se desplazan libremente por el casi vaco del espacio intermedio. El mismo proceso nos calienta cuando estamos cerca de una fogata o de una hoguera al aire libre. Todos los objetos emiten este tipo de radiacin electromagntica por su temperatura y tambin absorben parte de la que cae en ellos procedente de otros objetos. Cuando ms alta sea la temperatura de un objeto, ms irradiar.

As, la temperatura promedio de la Tierra se estabiliza a unos 300 K porque ella irradia energa hacia el espacio con la misma rapidez con que la recibe del Sol.

UNIDADES DE CALORSiendo el calor energa; su unidad natural es el Joule (J), pero todava se utilizan unidades prcticas como la calora (cal) y la kilocalora (kcal).

Equivalente Mecnico del Calor

1 kilocalora = 1000 caloras

CALOR ESPECFICO ()

Esta magnitud es una caracterstica de cada sustancia, que nos indica la cantidad de calor que se debe dar o quitar a cada unidad de masa para que su temperatura cambie en una unidad.

Frmula del calor sensible:

Calor ganado Q(+)

Calor perdido Q()

Algunos valores tpicos son:

CAPACIDAD CALORFICA (C)Esta magnitud no es caracterstica de los materiales, es proporcional a la masa del cuerpo, nos indica la cantidad de calor que se debe dar o quitar a un cuerpo para que la temperatura de todo el cuerpo vare una unidad.

m = masa del cuerpo

= calor especfico del material

CONSERVACIN DE LA ENERGAAl colocar en contacto cuerpos a diferente temperatura, ellos intercambiarn calor hasta alcanzar el equilibrio trmico, para esto todo el calor ganado por los cuerpos fros en valor debe ser igual al calor perdido de los cuerpos calientes.

CALORMETRO DE MEZCLASSe denomina as a un recipiente trmicamente aislado del medio ambiente.

EQUIVALENTE EN AGUA DE UN CALORMETRO ()

Es la masa de agua hipottica capaz de ganar o ceder igual cantidad de calor que el calormetro al experimentar igual variacin de temperatura.

= masa del calormetro

= calor especfico del calormetro

= calor especfico del agua

CAMBIO DE FASEEs aquel proceso por el cual cambia el ordenamiento molecular dentro de un material, lo que se presenta cuando la sustancia pasa de slido a lquido, de lquido a vapor o viceversa.

Caractersticas: 1.Las temperaturas de cambio de fase dependen de la presin externa que soporte el material.

2.Si la presin externa se mantiene constante, el cambio de fase sucede isotrmicamente.

CALOR LATENTE (L)

Esta magnitud es una caracterstica de cada material, nos indica la cantidad de calor que se debe dar o quitar a cada unidad de masa para producirle cambio de fase, bajo condiciones adecuadas de presin y temperatura. Algunos valores tpicos son:

En todo cambio de fase:

Q = calor de transformacin o de cambio de fase

m = masa que cambia de fase

L = calor latente correspondiente

DIAGRAMA DE FASES Es una grfica presin vs temperatura, caracterstica de cada sustancia, la cual nos indica las condiciones de presin y temperatura bajo las cuales el material se encuentra en fase slida, lquida o gaseosa.

A continuacin, se muestra el diagrama de fases para la mayora de sustancias (el agua es la excepcin).

PUNTO TRIPLE (A)Representa las condiciones de presin y temperatura bajo las cuales pueden coexistir en equilibrio trmico las tres fases de una misma sustancia.

CURVA DE SUBLIMACIN (OA)Est constituida por todos los puntos (P, T) en los cuales el material slido y vapor pueden estar coexistiendo en equilibrio y/o tambin las condiciones para la sublimacin de la sustancia si gana o pierde calor.

CURVA DE VAPORIZACIN (AC)Est constituida por todos los puntos (P, T) en los cuales el material lquido y vapor pueden estar coexistiendo en equilibrio y/o tambin las condiciones para la vaporizacin o condensacin de la sustancia si gana o pierde calor respectivamente.

CURVA DE FUSIN (AB)Est constituida por todos los puntos (P, T) en los cuales el material slido y lquido pueden estar coexistiendo en equilibrio y/o tambin las condiciones para la fusin o solidificacin de la sustancia si gana o pierde calor respectivamente.

INTRODUCCIN

El estudio de este captulo nos ayudar a comprender muchos fenmenos relacionados con el calor; como por ejemplo; el calentamiento de una cuchara al ser colocada en agua caliente, la formacin de vapor cuando se hace hervir agua en una tetera, etc. A stos fenmenos y otros ms, son denominados FENMENOS TRMICOS.

Analicemos internamente la barra que se muestra.

Notamos que la barra no tiene energa mecnica (v=0, H=0); pero si analizamos microscpicamente las molculas que la constituyen se encuentran en movimiento, debido a ello existe (Energa Cintica molecular: Ec); adems debido a la interaccin molecular existe Energa Potencial Intermolecular. (Ep).

CONCLUSIN.- La barra tiene energa en su interior Energa Interna (U).

La energa interna de un cuerpo queda determinada por la energa cintica (EC) de todas la molculas ms la energa potencial (EP) entre todas las molculas.

Unidad:Joule(J)

Calora(cal)

Es posible medir la energa interna de un cuerpo?

No, porque en el interior del cuerpo debido a las constantes interacciones, la velocidad de las molculas cambian continuamente y por dicho motivo es difcil determinar matemticamente dicha energa. Por esto es necesario utilizar otros parmetros relacionados con la energa interna tales como la temperatura, la presin, volumen especfico, etc.

Qu es temperatura?

Es un parmetro macroscpico que nos indica el grado de agitacin molecular que hay en el interior de una sustancia, la temperatura de un cuerpo est relacionada con la energa cintica de las molculas.

Unidades: Celsius o centgrado (C), Kelvin (K)

Qu ocurre cuando ponemos en contacto a dos cuerpos o sustancias a diferentes temperaturas?

Por ejemplo, juntamos dos barras de plomo que se encuentran a diferentes temperaturas.

Si los ponemos en contacto, se observa que la temperatura de la barra de plomo B se incrementa por lo tanto aumenta su energa interna, por otro lado la temperatura de la barra (A) disminuye, por ello podemos concluir que la barra A le est transfiriendo cierta cantidad de energa interna a la barra B y esto ocurre en forma espontnea; desde la sustancia de mayor temperatura (A) hacia la de menor temperatura (B), a esta energa transferida la denominamos calor (Q).

Qu es el calor?

Es aquella energa en trnsito, que pasa de un cuerpo a otro en forma espontnea, debido a la diferencia de temperatura.

Cuando cesa la transferencia de energa?

Cuando ambas sustancias alcanzan igual temperatura, denominada Temperatura de Equilibrio Trmico TE.

Donde:

Para representar en forma prctica la transferencia de energa utilizaremos un DIAGRAMA LINEAL DE TEMPERATURAS, como se muestra:

Por conservacin de la energa:

Q:Cantidad de calor

Calor Sensible (QS)

Es la cantidad de calor que se requiere para que una sustancia cambie de temperatura.

Consideremos dos barras de plomo colocados ambos a las hornillas de una cocina.

Si se encienden las hornillas y se desea que alcancen ambos la misma temperatura, por ejemplo 20C; se debe transferir mayor calor a la barra que tiene mayor masa.

Adems; podemos notar que cunto mayor cantidad de calor se le suministre a la barra (cuerpo) mayor ser el cambio en su temperatura.

De (1) y (2)

A sta (constante) la denominaremos calor especfico (Ce) cuyo valor depende del tipo de sustancia y de la fase en que se encuentra.

Luego:

T: Variacin en la temperatura

Q: Calor (cal)

m: Masa (g)

Ce:Calor especfico

CAPACIDAD CALORFICA (C)

Es una caracterstica de un cuerpo cuyo valor expresa la cantidad de calor que debe ganar o perder para variar su temperatura en un grado.

01. Cul es el calor especfico de un cuerpo cuya masa es 400 g, si necesita 80 cal para elevar su temperatura de 20C a 25C?

a) 0,02 cal/gC b) 0,002 cal/gC

c) 0,03 cal/gC

d) 0,04 cal/gC

e) 0,5 cal/gC

02. Calcular la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 200g de aluminio de 10C hasta 40C.

a) 100 cal

b) 110 cal

c)120 cal

d) 130 cal

e) 140 cal

03. Una sustancia slida (homognea) se divide en dos partes de masas y , si ambas partes reciben la misma cantidad de calor observamos que eleva su temperatura en 1C, mientras que eleva su temperatura en 5C, determine la razn de sus masas ()

a) 3

b) 1/4

b) 4

d) 1/5

e) 5

04. La cantidad de calor que requiere 200 g de agua para aumentar su temperatura en 80C es el doble de lo que requiere 320 g de cierta sustancia para aumentar su temperatura en 50C. Determine el calor especfico de dicha sustancia.

a) 0,2 cal/gC

b) 0,3 cal/gCc) 0,5 cal/gC

d) 0,7 cal/gC

e) 0,6 cal/gC

05. Un recipiente de capacidad calorfica despreciable contiene 20 g de agua a 10C. Si introducimos un trozo de aluminio de 80 g a 100C y Ce = 0,2 cal/gC, determine cul es la temperatura del agua cuando el aluminio alcanza los 80C. Determine tambin la temperatura de equilibrio del sistema.

a) 24, 48

b) 26, 50c) 25, 60

d) 24, 70

e) 26, 48

06. Se tiene 2 litros de agua a 10C en un recipiente de capacidad calorfica despreciable. Qu cantidad de agua a 100C se debe de agregar al recipiente para que la temperatura final de equilibrio sea de 20C?

a) 1 l

b) 2 l

c) 0,25 l

d) 1,5 l

e) 2,5 l

07. El calor que recibe 10 g de un lquido hace que su temperatura cambie del modo que se indica en el grfico Q versus T. Se pide encontrar el valor de su calor especfico en cal/g C.

a) 0,20

b) 0,25

c) 0,3

d) 0,4

e) 0,7

08. Una sustancia de 100g absorbe 400 cal de calor, cual ser su variacin de temperatura que experimenta si su calor especfico es 0,08 cal/gC.

a) 20C

b) 25C

c) 40C

d) 50C

e) 80C

09. Una masa de 500g se encuentra a la temperatura de 10C. Si absorbe 800 cal de calor, hallar su temperatura final sabiendo que su calor especfico es 0,04 cal/gC.

a) 30C

b) 40C

c) 50C

d) 60C

e) 80C

10. A 30 gramos de agua a 30C se mezclan con 70 g de agua a 70C. Hallar la temperatura de equilibrio.

a) 49C

b) 40C

c) 58C

d) 61C

e) 63C

11. En un recipiente de capacidad calorfica despreciable se tienen 40 g de agua a 60C. Si se vierte 60 g de agua a 40C, hallar la temperatura de equilibrio.

a) 44C

b) 48C

c) 50C

d) 56C

e) 58C

12. En un calormetro de capacidad calorfica despreciable, se tiene 100 g de agua a 10C. Hallar la masa de un metal que debe de ingresar a la temperatura de 110C de manera que la temperatura de equilibrio sea 30C.

a) 20 g

b) 25 g

c) 40 gd) 50 g

e) 75 g13. En un recipiente de capacidad calorfica despreciable, se mezclan 20; 30 y 50 g de agua a 80C, 50C y 10C respectivamente. Hallar la temperatura de equilibrio.

a) 31C

b) 21C

c) 30C

d) 36C

e) 69C

14. Un recipiente de capacidad calorfica despreciable contiene 400 g de aceite a 30C. A qu temperatura debe ingresar una pieza de aluminio de 1 kg de masa para que la temperatura final de equilibrio sea 52C?

a) 52C

b) 68C

c) 64C

d) 72C

e) 81C

15. En un calormetro de hierro (Ce = 0,113) de 500 g, se tiene 600 g de agua a 10C. Un bloque metlico de 200 g a 120C se introduce en el calormetro, alcanzndose una temperatura de 25C. Hallar el "Ce" del metal.

a) 0,218 ca/gC

b) 0,612 cal/lgC

c) 0,518 cal/lgC

d) 0,728 cal/lgC

e) 0,102 cal/lgC

16. Se mezcla en un calormetro de capacidad calorfica despreciable 200 g de agua a 4C con 50 g de agua a 19C y 400 g de cierta sustancia "x" a 25C. Si el calor especfico de la sustancia "x" es 0,5. Cul ser la temperatura final de la mezcla?

a) 10C

b) 15C

c) 20C

d) 25C

e) 30C

17. Se tiene 5 g de hielo a 10C, hallar el calor total suministrado para que se convierta en vapor de agua a 100C.

a) 3625 calb) 7200 calc) 4000 cal

d) 5250 cale) 4800 cal

18. Se tiene 2 g hielo a 0C, qu cantidad de calor se le debe de suministrar para que llegue a la temperatura de 40C?

a) 100 cal

b) 200 cal

c) 240 cal

d) 300 cal

e) 400 cal

19. Se tiene 10 g de vapor de agua a 100C. Qu cantidad de calor se le debe extraer para que llegue a la temperatura de 80C?

a) 4800 calb) 500 cal

c) 5600 cal

d) 6000 cale) 2800 cal

20. Tenemos 2 g de agua a 0C. Qu cantidad de calor se le debe extraer para convertirlo en hielo a 0C?

a) 80 cal

b) 160 cal

c) 200 cal

d) 250 cal

e) 300 cal

21. Una muestra de mineral de 10 g de masa recibe calor de modo que su temperatura tiene un comportamiento como el mostrado en la figura. Determinar los calores latentes especficos de fusin y vaporizacin en cal/g

a) 3 y 8

b) 10 y 15

c) 8 y 15

d) 6 y 15

e) 7 y 10

22. Se dispara una bala de 5 g contra un bloque de hielo, donde inicia su penetracin con una velocidad de 300 m/s, se introduce una distancia de 10 cm, fundindose parte del hielo. Qu cantidad de hielo se convierte en agua; en gramos? (el hielo debe estar a 0C)

a) 0,535

b) 0,672

c) 0,763

d) 0,824

e) 0,763

23. Una bala de plomo que lleva una velocidad de 400 m/s choca con una pared y penetra en ella. Suponiendo que el 10% de la energa cintica de la bala se invierte en calentarla. Calcular en cuntos C se elevar su temperatura.

a) 63700Cb) 6370C

c) 63,7C

d) 82C

e) 1000C

24. Se tiene 8 g de agua a 100C, determine cuntas kilocaloras se necesita para vaporizarlo totalmente.

a) 3,61

b) 4,32

c) 5,18

d) 6,36

e) 7,12

25. Qu cantidad de calor se requiere para convertir 1 g de hielo a 10C en vapor a 100C.

a) 125 cal

b) 500 cal

c) 600 cal

d) 725 cal

e) 800 cal

26. Hallar el calor que libera 2 g de vapor de agua que se encuentra a 120C de manera que se logre obtener agua a 90C.

a) 800 cal

b) 880 cal

c) 1100 cal

d)1120 cal

e) 1200 cal

27. Si le suministramos 530 cal de calor a 10 g de hielo a 10C, cul ser la composicin final del sistema.

a) 2 g de hielo y 8 g de agua.

b) 1 g de hielo y 9 g de agua.

c) 10 g de agua.

d) 5 g de hielo y 5 g de agua.

e) 4 g de hielo y 6 g de agua.

28. Qu masa de hielo fundente se necesita para condensar y llevar a 0C, 25 kg de vapor de agua que estn a 100C?

a) 100 kg

b) 150 kg

c) 200 kg

d) 175 kg

e) 250 kg

29. Masas iguales de hielo a 0C y vapor de agua a 100C, se mezclan en un recipiente de capacidad calorfica despreciable. Qu porcentaje de la masa total ser agua lquida en el equilibrio trmico?

a) 80,72%

b) 66,66%c) 48,66%

d) 133,33%e) 104%

30. 540 g de hielo a 0C se mezclan con 540 g de agua a 80C. La temperatura final de la mezcla en C, es de:

a) 20

b) 40

c) 0

d) 60

e) 80

31. Un calormetro cuyo equivalente en agua es de 5 g contiene 40 g de hielo a 10C. Cul ser la temperatura y la condicin del material en el calormetro, si se vierten 100 g de agua a 20C en l?

a) 0C; 17,5g de hielo y el resto de agua.

b) 10C; 22,5g de hielo y el resto de agua.

c) 0C; 22,5g de hielo y el resto de agua.

d) 5C; 17,5g de hielo y el resto de agua.

e) 0C; 18,1g de hielo y el resto de agua.

32. Un calormetro de equivalente en agua despreciable, contiene 500 g de agua y 300 g de hielo, todo ello a la temperatura de 0C, se toma un bloque metlico de 1 kg de un horno cuya temperatura es de 240C y se deja caer rpidamente dentro del calormetro resultando la fusin exacta de todo el hielo. Cul hubiese sido la temperatura final del sistema en C, de haber sido doble la masa del bloque?

a) 14

b) 18

c) 20

d) 24

e) 30

33.Si 0,1 kg de vapor de agua a 100C, se condensa en 2,5 kg de agua a 30C contenida en un calormetro de aluminio de 0,5 kg. Cul ser la temperatura final de la mezcla?.

a) 53,7C

b) 64,7C

c) 44,5C

d) 37,3C

e) 52,6C

34. Un sistema est constituido por la mezcla de 500 g de agua y 100 g de hielo a 0C. Se introduce en este sistema 200 g de vapor de agua a 100C. Suponiendo la mezcla libre de influencias externas. Cul es la temperatura de la mezcla y la cantidad de vapor final?

a) 150C; 116 g

b) 100C; 126 g

c) 150C; 42 g

d) 100C; 74 g

e) 75C; 0 g

35. En un calormetro cuyo equivalente en agua es de 50 g se tienen 500 g de agua a 20C. Calcular la masa mnima de hielo en gramos a 0C que debe agregarse para un mximo enfriamiento.

a) 107 g

b) 203 g

c) 150 g

d) 117,3 g

e) 137,5 g

36. En un calormetro cuyo equivalente en agua es de 50 g se tienen 200 g de a la temperatura de 20C. Si se le agregan 150 g de hielo a la temperatura de 0C, determinar el estado final del sistema.

a) Todo se convierte en lquido ().

b) Todo se convierte en lquido ().

c) Hay slido 87,5 g y lquido 262,5 g.

d) Hay slido 40 g y lquido 310 g.

e) N.A.

37. En un recipiente de capacidad calorfica despreciable se tienen 500 g de hielo a 8C. Qu cantidad mnima de agua a 50C se requiere para derretir completamente el hielo?

a) 200 g

b) 84 g

c) 62 g

d) 38 g

e) 840 g

38. Un recipiente calormetro de cobre tiene una capacidad calorfica de 30 cal/C contiene 50g de hielo. El sistema inicialmente se encuentra a 0C. Se hacen circular dentro del calormetro 12 g de vapor a 100C y una atmsfera de presin. Cul es la temperatura final del calormetro y su contenido en C?

a) 50

b) 40

c) 60

d) 45

e) 70

39. Un cubo de hielo cuya masa es de 160 g y temperatura de 10C se deja caer dentro de un vaso con agua a 0C. Si no hay prdida de calor al medio ambiente, qu cantidad de agua lquida quedar, si en el vaso slo exista 40 g de agua?

(Calor especfico del vaso = 0)

a) 0 g

b) 30 g

c) 10 g

d) 40 g

e) 50 g

40. En un calormetro de aluminio () de 100 g de masa existen 1000 g de agua a 20C. Si se introduce un cubo de hielo de 500 g a 16C. Hallar la temperatura final de equilibrio, en C.

a) 15

b) 10

c) 15

d) 5

e) 0

41. En un recipiente de cobre, calentado hasta una temperatura , han puesto de hielo a una temperatura . Entonces al final en el recipiente qued de hielo mezclado con agua. Hallar la masa del recipiente. )

a) 150 g

b) 100 g

c) 215 g

d) 300 g

e) 200 g

42.Cunto tiempo aproximadamente podra hacerse funcionar un motor de 2000 C.V. accionado con la energa liberada por de agua del ocano cuando la temperatura de sta desciende 1C, si todo el calor se convierte en energa mecnica? (Asumir densidad del agua = y 1C.V.=735 W)

a)

b)

c)

d) e)

43. Un vaso de masa muy pequea contiene 500 g de agua a 80C. Cuntos gramos de hielo a 10C deben dejarse caer en el agua para lograr que la temperatura final de equilibrio sea 20C? ()

a) 400,5 g

b) 300 g

c) 285,7 g

d) 250,6 g

e) 200 g

44. El equivalente en agua de un calormetro de 300 g de masa y calor especfico 0,12 cal/gC es:

a) 12 g

b) 24 g

c) 36 g

d) 400 g

e) 50 g

45.En un vaso lleno de agua a 0C se deposita un cubo de hielo de 40 g a 24C, si no hay prdida de calor al ambiente. Qu cantidad de agua se solidificar en gramos?

a) 3

b) 6

c) 12

d) 15

e) 0

46. Sobre el calor especfico es cierto que:

I. Ser constante e independiente del rango de temperatura en que se trabaje.

II. Ser independiente de la masa del cuerpo.

III.Depende de la cantidad de calor entregado al cuerpo.

a) VVF

b) VFF

c) FVV

d) FVF

e) VFV

47. En un recipiente cuya capacidad calorfica es 10 cal/C se tiene 20 g de agua a 18C. Qu cantidad de calor se requiere para lograr hervir el agua?

a) 1820 calb) 1640 calc) 2460 cal

d) 860 cal

e) 800 cal

48. En la temporada de carnavales, un muchacho deja caer de un balde con agua desde una altura de 10 m, si toda la energa mecnica se convierte en calor. Cul ser el incremento de temperatura del agua. . (1 Joule = 0,24 cal)a) 0,24C

b) 0,024Cc) 24C

d) 40C

e) Falta un dato

49.Se calent una muestra de 10g de un metal desconocido, graficndose las caloras versus la temperatura del cuerpo y se obtuvo:

Halle el calor especfico del metal en cal/gC

a) 0,10

b) 0,16

c) 0,13

d) 0,19

e) 0,18

50. En un calormetro de equivalente en agua despreciable se introducen 1 kg de agua a 40C y 80 g de cobre a 10C. Determinar cuntos gramos de plomo a 100C se debe de aadir para que la temperatura del agua no vare. y .

a) 100

b) 160

c) 180

d) 200

e) 210

51. Escoja el enunciado incorrecto:

a) Durante la fusin a presin constante, adicin de ms calor, simplemente levanta la temperatura de la mezcla lquido-slido.

b)Cada sustancia puede existir en diferentes formas llamadas fases.

c)La fase lquida de una sustancia no muestra las regularidades de su fase slida.

d)La temperatura de fusin depende de la presin.

e)El calor latente de fusin depende de la presin.

52. Un cubo de hielo cuya masa es de 50 g y cuya temperatura es de 10C, se coloca en un estanque de agua la cual. Qu cantidad de agua se solidificar?

Datos:

Calor latente del hielo = 80 cal/g

Calor especfico del hielo = 0,5 cal/gC

a) 6,24 g

b) 3,12 g

c) 50,00 g

d) 80,20 g

e) 80,00 g

53. De los siguientes enunciados:

I. La temperatura de fusin depende de la presin exterior.

II.El paso de vapor a slido se llama sublimacin.

III. El calor de fusin representa la cantidad de Calor que se debe dar a la unidad de masa de alguna sustancia, que ya ha alcanzado su punto de fusin, para transformarlo en lquido, a la misma temperatura.

a) Todos son correctos.

b) Slo I y III son correctos.

c) Slo I y II son correctos.

d) Slo II y III son correctos.

e) Slo III es correcto.

54. Hallar la temperatura resultante de la mezcla de 150 g de hielo a 0C y 150g de vapor de agua a 100C.

Calor de fusin del hielo: 80 cal/g

Calor de condensacin del vapor de agua: 540 ca/g

Calor especfico del agua: 1 cal/gC

a) 50C

b) 82C

c) 0C

d) 100C

e) 28C

55.Escoja el enunciado incorrecto:

a) Si se enva corriente elctrica por un cuerpo metlico, ste aumenta su temperatura.

b) El calor es un fluido.

c) Si se quema una mezcla de gasolina con aire encerrada en un recipiente metlico, ste aumenta su temperatura.

d)La temperatura no es lo mismo que el calor.

e) Si se pone en contacto un cuerpo caliente con uno fro, el calor pasa del primero al segundo.

56. Qu cantidad de agua se puede llevar al punto de ebullicin (a presin atmosfrica), consumiendo 3 kw-h de energa? La temperatura inicial del agua es de 10C. Se desprecian las prdidas de calor.

a) 28,6 kg

b) 286 g

c) 29,6 kg

d) 57,2 g

e) 572 g

57.Un slido uniforme se divide en dos partes de masas y . Si ambas partes reciben la misma cantidad de calor, la masa eleva su temperatura en un grado, mientras que la masa eleva su temperatura en tres grados. La razn de las masas, , es:

a) 2

b) 3

c) 4

d) 5

e) 1

58. Un calormetro, cuyo equivalente en agua es de 50 gramos, contiene 300 gramos de agua a la temperatura de 28C. Si se introducen 20 gramos de hielo a 0C, cul ser aproximadamente la temperatura final de equilibrio?

a) 18C

b) 22,16Cc) 24C

d) 28C

e) 30C

59.Una masa de 20 kg de hielo a 0C, es sometida a un proceso de calentamiento. Primero se derrite y finalmente queda a la temperatura de 20C. Suponiendo que no hubo prdidas de calor, la cantidad de caloras necesarias para este proceso es:

(calor latente defusin del hielo = 80cal/g)

a)

b)

c)

d) e)

60.Un slido de 100 g de masa y calor especfico 0,2 cal/gC est a la temperatura de 100C. Otro slido tambin de 100 g de masa y calor especfico 0,1 cal/gC est a la temperatura de 70C. Luego se ponen en contacto ambos cuerpos. Determinar la temperatura de equilibrio (C). Suponga que los calores especficos permanecen constantes.

a) 90

b) 85

c) 80

d) 75

e) 70

EMBED Equation.DSMT4








































Academia Antonio Raimondi Siempre los primeros, dejando huellaAcademia Antonio Raimondi Siempre los PrimerosAcademia Antonio Raimondi Siempre los Primeros

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30 calorimetria.doc

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