Calor y Primer Principio de la Termodinámica

Se colocan en un calorímetro 50 g de agua. Se agita durante algún tiempo y se lee una temperatura de 15.20 ^oC. Entonces se introducen 250 g de agua a 22.62 ^oC, se agita nuevamente y se alcanza la temperatura de 20.50 ^oC. Se suponen nulas las pérdidas de calor. Determinar el equivalente en agua del calorímetro.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Explique brevemente los distintos mecanismos de propagación del calor e indique su importancia relativa.

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

En un calorímetro de latón sin pérdidas, de 240 g, que contiene 750 cm³ de agua a 20.6 ^oC se echa una moneda de oro de 100 g a 98 ^oC y la temperatura sube a 21.0 ^oC. Determinar la cantidad de oro y de cobre que integra la moneda. Calor específico del latón: 0.09 cal/g ^oC; calor específico del cobre: 0.0922 cal/g ^oC; calor específico del oro: 0.031 cal/g ^oC; calor específico del agua: 1 cal/g ^oC.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Explicar la dilatación térmica de los sólidos como contribución a los términos anarmónicos en el movimiento de los átomos alrededor de su posición de equilibrio.

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

En un recipiente de aluminio de 256 g que contiene 206 g de nieve a -11 ^oC se introducen 100 g de vapor de agua a 100 ^oC. Calcular la temperatura final de la mezcla. Calor específico del aluminio: 0.219 cal/g ^oC; calor específico del hielo: 0.5 cal/g ^oC; calor específico del agua: 1 cal/g ^oC; calor latente de fusión del hielo: 80 cal/g; calor latente de vaporización del agua: 540 cal/g.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

¿Con qué otro principio de la física podemos identificar el primer principio de la termología? Razona la respuesta.

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Un calorímetro contiene agua y dentro de ella un recipiente con 20 cm³ de agua. El equivalente en agua del calorímetro, accesorios y agua que contiene, excepción hecha de la masa m, es de M=400 g. Se pone el recipiente, por medio de un estrecho tubo, en comunicación con un recinto vacío, y así el agua que contiene se vaporiza lentamente, bajando la temperatura del calorímetro. Se hacen dos experimentos: en el primero la temperatura pasa de t₁=55.1 ^oC a t₂=26.5 ^oC y en el segundo de t´₁=40 ^oC a t´₂=10.8 ^oC. No hay pérdidas. Suponiendo que el calor latente de vaporización viene expresado por la fórmula L=a-bt, calcular a y b. Calor específico del agua:c= 1 cal/g ^oC.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

¿Cuánto calor es necesario suministrar para calentar a la presión atmosférica 1 kg de hielo a -20 ^oC hasta que todo el hielo se convierta en vapor? Calor específico del hielo a presión constante c_h=2.05 kJ/kgK; calor específico del agua a presión constante c_a=4.18 kJ/kgK; calor latente de fusión del hielo L_f=333.5 kJ/kg; calor latente de vaporización del agua L_v=2257 kJ/kg.

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

¿Qué peso de vapor de agua a 100 ^oC debe inyectarse en un recipiente metálico de 30 kg de peso que contiene 100 kg de hielo a -20 ^oC para ponerlo a la temperatura de 25 ^oC, sabiendo que previamente se añadieron 15 kg de agua a 100 ^oC? ¿En qué condiciones térmicas se encontraba el baño cuando se empezó a inyectar el vapor? Calor específico del metal: 0.2 cal/g ^oC; calor específico del hielo: 0.5 cal/g ^oC; calor específico del agua: 1 cal/g ^oC; calor de fusión del hielo: 80 cal/g; calor de vaporización del agua: 537 cal/g.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Representar la variación de temperatura en función de la energía que se transfiere en forma de calor a una masa de 1 g de agua helada a -30 ºC hasta convertirla en vapor a 120 ºC. En el mismo proceso, cómo sería la gráfica correspondiente a la energía interna en función de esta energía suministrada. Calor específico del hielo 2090 Jkg^-1K^-1; calor específico del agua líquida 4190 Jkg^-1K^-1; calor específico del vapor 2010 Jkg^-1K^-1; calor latente de fusión 3.33•10⁵ Jkg^-1; calor latente de vaporización 2.26•10⁶ Jkg^-1.

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.