Aplicaciones de la termodinámica

Aplicaciones de la termodinámica

Actividad 1 | Unidad 1

Quetzalcóatl Manuel Zavala                                                                                                    1/10/2021.    

1.- Después de varias horas de sueño en las que permaneces cobijado, al despertar tu temperatura corporal es de: 35°C, pero en tu habitación la temperatura es diferente, dado que hay una masa de aire a 17 °C. Cuando te levantas hay un intercambio de energía entre tu cuerpo y el medio ambiente.

Considera que tu masa corporal es de 62,000 gramos, la masa del aire es de 20,687.92 gramos y que el calor específico del aire es de 0.24 cal/g C° y el del cuerpo de 0.83 cal/g C°.

1. ¿Quién gana calor?

Debido a que el calor es una energía que se transmite al haber una diferencia de temperatura, y pasa desde el cuerpo más caliente hacia el más frío, y es gracias a esta propiedad que en esta situación, el calor se transmitirá del cuerpo hacia el aire, entonces se puede afirmar que es el aire el que gana calor.

1. ¿Cuál es la magnitud de la ganancia?

Para poder calcular la cantidad específica de calor absorbida se usa la ecuación:

        [pic 1]

        Pero debido a que no se conoce la temperatura final (Tf), no podemos calcular la variación de la          temperatura (ΔT), que nos permite calcular la magnitud del calor.

        Aunque si igualamos la ecuación de absorción de calor con la de calor cedido, podemos         despejar la Tf.

        [pic 2]

        Y simplificando queda que:

        [pic 3]

        Entonces podemos calcular que:

        [pic 4]

1. ¿Cuál es la temperatura del equilibrio térmico?

33.26C°

2.- Después de levantarte y bañarte decides planchar tu ropa que se encuentra en una habitación con una temperatura de 23 C°. Como es una prenda delicada, programas la plancha en un punto muy bajo, a la misma temperatura que la ropa. ¿Cuánto calor hay entre la ropa y la plancha? ¿Quién transfiere la energía?

• Debido a que se encuentran a la misma temperatura no hay una transferencia de energía.

3.- Para desayunar preparas café soluble en 600 ml de agua (1000 ml =1000 g de agua) a 92°C. Si tomas 200 ml en una taza, a la cual le añades 25g de agua a 15°C para disminuir su temperatura:

1. ¿Cuál es la temperatura final del café? Considera que el calor específico es el mismo para el agua y para el café preparado.

Si suponemos que el agua y el café tienen la misma densidad, podemos afirmar entonces que:

[pic 5]

Y simplificando obtenemos que:

[pic 6]

O lo que es lo mismo:

[pic 7]

1. Los 400ml restantes del café preparado los vacías en un termo y como se ha enfriado un poco mientras desayunabas ahora tiene una temperatura de 89C°. Al mediodía, cuando tomas tu café en el almuerzo te das cuenta de que tiene la misma temperatura. ¿Por qué se mantuvo la temperatura del café preparado en el termo?

        Porque los materiales del termo están diseñados para minimizar la pérdida de calor, por lo que         son materiales aislantes. Algunos de los métodos que se utilizan son: el uso de materiales         aislantes como el aluminio o el corcho, o una superficie de vidrio con un metal que refleje el         calor, como la plata.

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