1º BAC

Transferencias de energía

U.1 La energía

A.05 Cálculos de calor

Mezclamos 200 g de agua a 20 ºC con medio litro de agua a 50 ºC. ¿Cuál será la temperatura final de la mezcla? Indica el sistema que gana y el que pierde energía.

Calcula el calor.

Mezclamos 200 g de agua a 20 ºC con medio litro de agua a 50 ºC. ¿Cuál será la temperatura final de la mezcla? Indica el sistema que gana y el que pierde energía.

Calcula el calor.

Sistema A: 200 g de agua a 20 ºC; Sistema B: 500 g de agua a 50 ºC.

(∆Ei)sistema A + (∆Ei)sistema B = 0

200 · 1 · (tf − 20) + 500 · 1 · (tf − 50) = 0

tf = 41,4 º C

Variación de energía interna del sistema A:

ΔEi = 200 · 1 · (41,4 − 20) = 4280 cal

QA = 4280 cal > 0, el sistema A gana energía interna.

Variación de energía interna del sistema B:

ΔEi = 500 · 1 · (41,4 − 50) = − 4300 cal

QB = − 4300 cal > 0, el sistema B pierde energía interna.

Un herrero está forjando una pieza de hierro cuya masa es de 1 kg. La echa sobre 5 L de agua que están a 20 ºC, siendo la temperatura final de la mezcla 42 ºC. ¿A qué

temperatura media se encontraba el hierro? ¿En cuánto ha aumentado la energía del agua? ¿En qué sistema ha disminuido la energía? ¿Cuánto calor se ha puesto en juego?

Un herrero está forjando una pieza de hierro cuya masa es de 1 kg. La echa sobre 5 L de agua que están a 20 ºC, siendo la temperatura final de la mezcla 42 ºC. ¿A qué

temperatura media se encontraba el hierro? ¿En cuánto ha aumentado la energía del agua? ¿En qué sistema ha disminuido la energía? ¿Cuánto calor se ha puesto en juego?

Sistema A: 1000 g de hierro a ti ºC; Sistema B: 5000 g de agua a 20 ºC.

(∆Ei)hierro + (∆Ei)agua = 0

1000 · 0,11 · (42 − ti) + 5000 · 1 · (42 − 20) = 0

ti hierro = 1042 º C (el hierro está sólido, por lo que no hay cambio de estado)

Variación de energía interna del hierro:

ΔEi = 1000 · 0,11 · (42 − 1042) = −110 000 cal

Qhierro = − 110 000 cal < 0, el hierro pierde energía interna.

Variación de energía interna del agua:

ΔEi = 5000 · 1 · (42 − 20) = 110 000 cal

Qagua = 110 000 cal > 0, el agua gana energía interna.