lunes, 4 de noviembre de 2013

Calorimetría

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Bibliografía:

Serway- Faughn. ( 2001). Física. Prentice Hall.
Cromer Alan. Física para la ciencias de la vida.Reverté.
Wilson- Buffa-Lau. Física. Pearson.



Universidad de Concepción del Uruguay

Ingeniería Agronómica

Práctica de Física

Guía 9

Calorimetría

1-Calcular la temperatura final de una mezcla de 10 L y 80 L de agua cuyas temperaturas respectivas son 70ºC y 20 ºC: Rta: 25,6 ºC

2-En un calorímetro, que contiene 440 g de agua a 9 ºC se introduce un trozo de hierro de masa 50 g a la temperatura de 90 ºC, la temperatura del equilibrio es 10 ºC. Calcular el calor específico del hierro. Ce del agua 4180 J/kg °C. Rta: 459,8 J/kg ºC

3-En un vaso calorimétrico de cobre, cuya masa es de 40 g, se ponen 380 g de alcohol, el conjunto está a una temperatura de 8 ºC. Se introduce en el alcohol un trozo de cobre de 122 g a la temperatura de 50 ºC, la temperatura de equilibrio es 10 ºC. Calcular el calor específico del alcohol, suponiendo que no hay pérdida de calor. Ce del cobre 0,095 cal/g ºC. Rta: 0,6 cal/g ºC

4-Una pieza de cadmio de 50 g está a 20 ºC, si se agregan 400 cal al cadmio. ¿Cuál es la temperatura final? Ce cadmio 0,055 cal/g ºC. Rta: 165,45 ºC

5-Cuántas calorías son necesarias para convertir 15 g de hielo a 0ºC en vapor de agua a 100 ºC? Calor latente de fusión del hielo 80 cal/g, Ce del agua 1 cal/ g ºC, Lv  del agua 540 cal/g.

6-Determinar la temperatura de equilibrio si mezclamos 10 g de hielo a 0ºC con 50 g de agua a 70 ºC. Lf del hielo 80 cal/g, Ce agua 1 cal/g ºC.

7- Cien gramos de una aleación de oro y cobre a la temperatura de 75, 5 ºC, se introducen en un calorímetro, con 502 g de agua a 25 ºC, la temperatura del equilibrio térmico es de 25,5 ºC. Calcular la composición de la aleación. Ce oro 0,031 cal/g ºC; Ce cobre 0,095 cal/g ºC, Ce del agua 1 cal/ g K. Rta: 30 g cobre; 70 g Au.

8- Para enfriar 100 L  de agua de 90ºC a 10 ºC, contenidos en un depósito, se hace pasar a través de un tubo en serpentín agua a 0 ºC. Después de su recorrido, el agua del tubo sale  a 10 ºC, pasando 2 litros de agua por segundo. ¿Cuánto tiempo pasará para que toda el agua del depósito esté a 10 ºC? Ce del agua  4186 J/Kg ºC. Rta: 6 min 40 s

9- Mezclamos 1 kg de agua a 95 ºC con 1 kg de hielo a – 5 ºC. ¿Dispondremos de suficiente calor para fundir todo el hielo? Si es así, ¿ a qué temperatura queda la mezcla? Ce hielo 0,5 cal/g ºC, Lf del hielo 80 cal/g, Ce agua 1 cal/g ºC. Rta: a cargo del alumno, 6,25 ºC

10- El agua en la parte superior de las cataratas del Niágara tiene una temperatura de 10 ºC. Si ésta cae una distancia total de 50 m y toda su energía potencial se emplea para calentar el agua, calcule la temperatura de la misma en el fondo de las cataratas. Rta: 10,117 ºC

11-Si 100 g de agua a 100 ºC se vierten dentro de una taza de aluminio de 20 g que contiene 50 g de agua a 20 ºC, ¿Cuál es la temperatura de equilibrio del sistema? Ce Al 0,215 cal / g ºC. Rta 71,8 ºC

12-¿Cuánto calor debe agregarse a 20 g de aluminio a 20 ºC para fundirlo completamente? Ce Al 0,9 J/g ºC; Lf Al 397 J/g . T de fusión del Al 660ºC. Rta: 19460 J

13- Con un litro de agua a 30 ºC se prepara té helado. ¿Cuánto hielo a 0ºC debe agregarse para reducir la temperatura del té a 10 ºC? Lf del hielo 80000 cal/kg. Rta: 0,222 kg

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