La solución de ejercicios sobre el tema de "la Calor"

Calor

Pedro Fuentes Aravena

Física

Instituto IACC

30 de noviembre de 2014

Desarrollo

1. ¿Cuántos joules se necesitan para calentar 500 g de agua, desde 20 °C hasta 100 °C?

Respuesta:

Q=c∙m∙∆t

Q=4,18(J/(g°C))∙500g∙(100°C-20°C)

Q=4,18(J/(g°C))∙500g∙80°C

Q=167,200J

2. ¿Qué cantidad de calor es necesario suministrar a un trozo de hierro de 36 kg para que su temperatura suba 300 °C?

∆Q=c∙m∙∆t

∆Q=0,110( cal/g°C)∙36kg∙300°C

∆Q=0,110(cal/g°C)∙36000g∙300°C

∆Q=1188000 cal

3. Explique la siguiente frase con sus propias palabras y luego exprésela en una ecuación: “En toda transformación entre calor y trabajo, la cantidad de calor entregada a un sistema es igual al trabajo realizado por el sistema más la variación de su energía interna”.

Respuesta:

De acuerdo a la cantidad de trabajo que se realice se recibirá la misma cantidad de calor, pero con una variación de energía, es decir, a mayor trabajo se generará más calor y la energía será inversamente proporcional a estos 2.

El concepto de calor viene definido por corresponder a una trasferencia o transmisión de energía desde un cuerpo de mayor a uno de menor temperatura, y la temperatura está dada por la energía cinética que poseen las moléculas que forman dicho cuerpo.

El razonamiento anterior no es más que la aplicación del Principio de Conservación de la Energía a procesos en donde se producen transformaciones de Calor en Trabajo y viceversa.

Por lo tanto podemos enunciar el 1° Principio de la Termodinámica como:

“En toda transformación donde intervengan el Q y el W, la cantidad de calor (Q) entregada a un sistema es igual al trabajo realizado por el sistema (W), más la variación de la energía Interna del mismo (∆U):

Q=W+∆U

En donde Q = calor, W = trabajo y ∆U = variación de la energía interna única.

Independientemente del proceso realizado.

Desde la frase anterior podemos decir que, el calor y el trabajo cuando intercambian sus formas, la energía que se produce internamente dentro del sistema, cambiará. Por lo tanto, la energía traducida en cuerpos en contacto, intercambiarán calor hasta alcanzar un equilibrio térmico.

Un sistema no puede contener calor, al igual que no puede contener trabajo. Solo puede contener energía de varios tipos, incluida la energía térmica. Para representar

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