Actividad. Expresión verbal y simbólica de las variables relacionadas con la calorimetría y el cambio de fase

Resuelve los siguientes problemas. Incluye los cálculos necesarios.

1. Un trozo de acero con calor específico de 0.11 con masa de 500g se encuentra a una temperatura de -10°C y se introduce en un horno en donde recibe un total de 8,000 cal. ¿Cuál será la temperatura final de la barra?

Cálculos:

ДT= T2 –T1

T2= ДT + T1

Q= m C ДT

ДT = Q 8,000 cal.

------- = --------------------- = 145.45°c

mC (500g)(0.11 cal/g°c)

T2 = ДT + T1

T2 = 145.45°c + (-10°c) = 135.45°c

Resultado:

135.45°c

2. Un trozo de 700g de aluminio ( ) con temperatura inicial de -6°C se deposita en 500g de agua ( ) a una temperatura inicial de 80° C, después de cierto tiempo se establece la temperatura de equilibrio térmico, encuentra su valor.

Cálculos:

- [700g (0.22 cal/g°c) (T2 –(-6°c) ] = [ 500g (1 cal/g° c) ( T2 -80°c) ]

- [154 cal/°c) (T2 + 6°c) ] = [ 500 cal/° c ( T2 -80°c) ]

- [154 T2 cal/°c – 924 cal ] = [ 500 T2 cal/° c -40,000cal ]

- 154 T2 cal/°c + 924 cal = 500 T2 cal/° c – 40,000 cal

- 154 T2 cal/°c – 500 T2 cal/°c = - 40,000 cal - 924cal

-624 T2 cal/°c = -40.924cal

T2 = -40,924 cal

-------------- = 42.89°c

-654 cal/°c

Resultado:

42.89°c

3. Qué tanto calor es necesario agregarle a 150g de hielo inicialmente a -20°C para transformarlo en vapor a130°C? ( , , CLv= 540 cal/g , CLf = 80 cal/g ).

Cálculos:

Q = mCДT

Q1 = 150g(0.55cal/g°c) (0°c-(-20°c)) = 1650 cal

Q = mCLf

Q2= 150g (80 cal/g) = 12,000 cal

Q = mCДt

Q3= 150g (1cal/g°c)(100°c – 0°c) = 15,000cal

Q=mCLV

Q4= 150g(540cal/g) =81,000

Q=mCДt

Q5= 150g(0.50 cal/g°c)(130°c -100°c) = 2, 250cal

Resultado:

**El calor total es la suma de todas las Qs =

1,650cal + 1,200 cal+ 15,000cal+81,000+2, 250cal = 111,900cal

4. ¿Qué tanto calor es necesario retirarle a 300g de vapor de agua inicialmente a 150°C para transformarlo en hielo a -5°C? ( , , CLc= -540 cal/g, CLs = -80 cal/g ).

Cálculos:

Q5 = 300g(0.50cal/g°c) (100°c- 150°c))

(150)(-50) = -7,500 cal

Q4= 300g (-540 cal/g) = 162,000 cal

Q3= 300g (1cal/g°c)(0°c –100°c) = -30,000cal

Q2= 300g(-80cal/g) = -24,000cal

Q1= 300g(0.55 cal/g°c)(-5°c -0°c)=

(165)(-5) = -825 cal

Resultado:

**El calor total que debe restársele es la suma algebraica de todas las Qs =

-7,500cal - 162,000 cal- 30,000cal-24,000 -825cal = - 224,325 cal

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