Química. EJERCICIOS DE CALORIMETRÍA

EJERCICIOS DE CALORIMETRÍA

1) Un dispositivo térmico transfiere 67.000 J de energía a 4,3 l de agua. Calcular la variación de temperatura que sufre el agua. Datos: densidad del agua 1 kg/lt; Ce agua 4,18 J/g ºC.

Solución: 3,73ºC

Q =Ce.m.ΔT

Q = 4,18 x 4300 x ΔT

67.000= 4,18 x 4300 x ΔT

67.000 = ΔT 3,73°C

17.974[pic 1]

                                                          ΔT= 3,73ºC

2) Para calentar 800 g de una sustancia de 0 °C a 60 °C fueron necesarias 4.000 J. Determine el calor específico de la sustancia.

Solución: 0,083 J/gºC

Q= 4.000 cal                                      4.000= 800. Ce.60

m= 800                                             4.000 = Ce 0,083 cal/g°C

ΔT= tf - to                                         4.800

60-0= 60º                                 [pic 2]

                                                      Ce= 0,083 cal/gºC

3) Considere un bloque de cobre de masa igual a 500 g a la temperatura de 20 °C. Siendo: Ce cobre = 0,093 cal /g °C. Determine: a) la cantidad de calor que se debe entregar al bloque para que su temperatura aumente de 20°C a 60°C Solución: 1.860 cal

b) ¿cuál será su temperatura cuando sean entregadas al bloque 10.000 cal?

Solución: 235ºC[pic 3]

a) Ce= Q/m (tf-to)                                      b) (tf-to)=Q/mce

    Q= Cem (tf.to)                                        (tf-20º)= 10.000 cal/(500g).(0,093 cal/gºC)

    Q= (0,093 cal/gºC).(500g).(60º-20º)       (tf-20º)= 10.000 cal/46,5 cal/c

    Q= (0,093 cal/gºC).(500g).(40º)              (tf-20º)= 215,05ºC [pic 4][pic 5]

     Q=1.860 cal                                             Tf =215,05 ºC + 20ºC= 235ºC

4) Se colocan 200 g de hierro a 120 °C en un recipiente conteniendo 500 g de agua a 20 °C. Siendo el calor específico del hierro igual a 0,114 cal /g °C y considerando despreciable el calor absorbido por el recipiente.

Determine la temperatura de equilibrio térmico.

Solución: 24,4 ºC

Q=(T2-T1).m.Cp[pic 6]

       Agua                                                                          Hierro

Cp=1 cal/g x ºC                                                   Cp= 0,114 cal/ g x ºCT2= 120ºC

m= 500g     T1=20ºC                                           m= 200g

Q= 1 x 500 x (T-20)                                             Q= (120-T) x 200 x 0,114

Cuando igualamos el calor, la energía perdida por uno, es ganada por la otra.

1 x 500 x (T-20)= (120-T) x 200 x 0,114

500T-10.000= 2736-22,8T

522,8T= 12.736T= 12.736/522,8T= 24,36ºC[pic 7]

La temperatura del equilibrio térmico es de 24,36ºC.

5) 250 g de una sustancia A se encuentran en estado líquido a 35ºC. ¿Qué cantidad de calor hemos de transferir para enfriar la sustancia A a -12ºC?

 Datos: Ce A(l) = 2,75 cal/gºC ; Ce A(s) = 1,80 cal/gºC, Calor de fusión de A = 78,4 cal/g, Punto de fusión –4ºC

...