La siguientes referencias bibliográficas corresponden al libro Física Conceptual de Paul Hewitt. (LR) significa libro rojo, (NE) significa novena edición (libro nuevo)

Sección 1: La energía … Capítulo 8 (LR)……Capítulo 7 (NE)

Sección 2: Temperatura y Escalas termométricas: … Capítulo 21(LR)…Capítulo 15 (NE)

Sección 3: Dilatación: … Capítulo 21 (LR)……Capítulo 15 (NE)

Sección 4: Calorimetría: … Capítulo 21 (LR)……Capítulo 15 (NE)

Sección 5: Intercambio de calor: … Capítulo 22 (LR)……Capítulo 16 (NE)

Sección 6: Cambios de estado: … Capítulo 23 (LR)……Capítulo 17 (NE)

La luz se va perdiendo en calor;El universo, minuto por minuto, se hace invisible.

Se hace más liviano también.Alguna vez, ya no será más que calor:

Calor equilibrado, inmóvil, igual.Entonces habrá muerto.

Jorge Luis Borges (Historia de la

Eternidad)

Sección 1: La energía

1) Seguramente ya habrás estudiado el concepto de energía en Física. Todas las formas en que se presenta la energía pueden clasificarse en cuatro grupos:

1

DEPARTAMENTO DE FISICA

Guía de Ejercicios

energía de movimiento, llamada energía cinética energía radiante energía almacenada, llamada energía potencial energía de masaDa ejemplos de manifestaciones de cada una de estas formas de energía.

2) La energía puede transformarse de una forma en otra, considerá los siguientes ejemplos y respondé en tu carpeta las preguntas correspondientes:

a. Un paquete está quieto sobre el piso y una persona lo eleva hasta un estante, donde lo deja apoyado. ¿Qué transformación de energía se produce si el paquete cae?

b. Si el paquete está quieto ¿tiene más energía arriba o abajo?

c. Una bolita está apoyada en el extremo de un resorte comprimido y quieta, ¿qué transformación de energía se produce cuando el resorte es liberado, en cada una de las situaciones que muestran los esquemas?

d. Dos autos se mueven sobre la misma carretera, en sentidos opuestos, cada uno con determinada energía cinética. Chocan y quedan quietos ¿dónde está la energía cinética que tenían?

e. Dos imanes separados se atraen intensamente. Si se los suelta ¿qué sucede? ¿Qué tipo de energías aparecen en este proceso?. ¿Cómo se podrían usar los imanes para guardar energía?Si los imanes no ejercieran fuerza ¿se podría almacenar energía con ellos? Si en vez de atraerse, los imanes se rechazaran ¿cómo se podría guardar energía con ellos?

3) Entre las formas de energía que existen están las energías potenciales, relacionadas con las fuerzas que existen entre los cuerpos. Los cuerpos elásticos que se deforman, como los resortes, pueden almacenar energía potencial elástica. La figura muestra un sistema formado por dos bolitas unidas mediante un resorte, apoyadas sobre una mesa.

a) Hacer un esquema en la carpeta que muestre al mismo sistema pero en

una situación en que la cantidad de energía que almacena es mayor que en la situación mostrada.

2

I ) Resorte en posición vertical II ) Resorte en posición horizontal

b) ¿Cómo tendrías que proceder en la práctica, a partir de la situación inicial, para conseguir almacenar más energía en el resorte? ¿De dónde proviene la energía que se transmite al resorte?.

c) Si, a partir de esta nueva situación, dejaras libre al resorte y las bolitas ¿qué transformación de energía se produciría?

4) Responde a los siguientes planteos:

a- Explicar qué sucede con la energía cinética de una pelota que rueda por el suelo y termina frenándose. ¿Cuál es el mecanismo mediante el cual la pelota pierde su energía?

b- ¿Por qué es necesario que el motor funcione para que un auto se mantenga en movimiento?

c- Un carrito se desliza hacia abajo desde lo alto de una loma ¿llegará a la misma altura del otro lado? Explicar a partir del concepto de energía.

Sección 2: Temperatura y Escalas termométricas

5) Planteos iniciales

El objeto de estos planteos es discutir acerca de algunos conceptos relacionados con el calor y la temperatura que, aparecen en nuestra experiencia cotidiana. Tratá de responder a los planteos a partir de tu experiencia y conocimientos previos. Más adelante, cuando indagues acerca de las explicaciones que la Física da a estos fenómenos, podrás revisar y comparar tus respuestas.

a) ¿Cómo nos damos cuenta que algo está caliente o frío?b) ¿Es cierto que las patas metálicas de una silla están más frías que el asiento

demadera?

c) ¿Cómo se puede hacer para medir la temperatura de un cuerpo?

6) Lee los siguientes párrafos, extraídos del libro Física 1 de Rela – Sztrajman

Termómetros

Para tener una medida cuantitativa e independiente de nuestra impresión (es decir, numérica y objetiva) acerca de si un objeto está caliente o frío, nos valemos de instrumentos de medición, los termómetros, que asignan una magnitud física para caracterizar el estado térmico de un cuerpo; es a esa magnitud a la que llamamos temperatura.

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Hay muchos tipos de termómetros, pero todos ellos se basan en el cambio notorio de alguna propiedad al modificarse la temperatura; ese cambio sirve para medirla.

clínico electrónico

de contacto electrónico

Hay termómetros de mercurio, como los termómetros clínicos que miden l a tem peratura corporal; también existen termómetros de alcohol y de gas; todos ellos; se basan en la dilatación que sufre la sustancia termométrica con los cambios de temperatura. También hay termómetros electrónicos; en ellos la resistencia eléc trica de un componente, el termistor, cambia con la temperatura; y existen otros en los que cambian propiedades ópticas que sirven como indicadores por ejemplo las de un cristal líquido encerrado entre dos polaroides; esos termómetros tienen la apariencia de una película fotográfica y cuando se aplican sobre la frente del niño aparece una N si su temperatura es normal, o el valar correspondiente si no lo es.

Responde: ¿Qué es una propiedad termométrica? Dar cuatro ejemplos diferentes.

7) ¿Cuáles son los puntos fijos en la escala de Celsius? ¿Con qué fenómenos físicos están relacionados?

8) ¿Hay temperaturas negativas en la escala de Celsius?

9) ¿Cuántos grados hay entre el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua en la escala de Fahrenheit?

10) ¿Hay temperaturas negativas en la escala de Fahrenheit?

11) ¿Cuándo es mayor el cambio de temperatura: al aumentar 1ºC o 1ºF? Justifica tu respuesta.

12) El esquema que sigue muestra la correspondencia entre algunas temperaturas en las escalas Celsius y Fahrenheit. A partir de él estimá a cuántos grados Fahrenheit equivalen 50ºC.

4

13) En el siguiente cuadro se dan las temperaturas de distintos cuerpos en una determinada escala. Completá en el cuadro expresando esos valores en la otra escala.

Cuerpo Temperatura en º C Temperatura en º F

A 24

B -39

C 202

D -8

14) Completá la siguiente tabla con el valor de temperatura Celsius que equivale a cada una de las temperaturas Fahrenheit

86 °F

122 °F

158 °F

176 °F

400 °F

15) Completá la siguiente tabla con el valor de temperatura Fahrenheit que equivale a cada una de las temperaturas Celsius.

65,5 °C

35 °C

168,5 °C

-15 °C

-120 °C

16) ¿A qué temperatura un termómetro graduada en la escala Fahrenheit indica lo mismo que uno graduado en la escala Celsius?

17) Las temperaturas con que se gradúa un termostato que regula la calefacción de la casa de Justina, están en unidades de la escala Fahrenheit. ¿Cuáles serán las

Celsius Fahrenheit

212

100

0

32

0

5

temperaturas de regulación mínima y máxima si se desea que se encienda a los 22 °C y se apague a los 25 °C?

18) Se construye un termómetro con una escala termométrica "pirulo" y se graba en ella marca de 25 °P, para el punto de fusión del hielo; y 145 °P para el punto de ebullición del agua. Calculen la indicación de dicho termómetro cuando la temperatura es de 20 °C.

19) Se fabrica un termómetro utilizando un par termoeléctrico y se verifica que el voltímetro indica 0,4 Volt cuando la temperatura es de 0 °C y 2,4 Volt cuando es de 1000 °C. Suponer que el cambio en la tensión eléctrica (voltaje) es directamente proporcional al cambio en la temperatura, y calcular cuánto indicará el voltímetro a una temperatura de 400 °C.

Sección 3 : Dilatación

Lee, en el libro de Hewitt, desde el apartado 21.8 (pág. 317) hasta la página 321 del apartado 21.9. (en el libro nuevo es pág. 296 hasta 299)Luego de la lectura responde

20) ¿Qué es la dilatación o expansión térmica?

21) ¿Qué se expande más con el aumento de temperatura, los sólidos, los líquidos o los gases? ¿cómo podés explicar esto desde el punto de vista microscópico?

22) ¿Cómo puede ser la dilatación de un sólido desde el punto de vista de la forma del cuerpo?

23) ¿Todos los cuerpos de igual forma y tamaño se dilatan igual? ¿Por qué?

24) El agua tiene un comportamiento particular en cuanto a la dilatación. ¿En qué consiste ese comportamiento anómalo?

25) Después que un mecánico coloca un anillo de hierro caliente y bien ajustado sobre un cilindro de latón frío (ver la figura), el anillo se cierra y ya no se puede sacar ni siquiera por calentamiento posterior. Este procedimiento se conoce como “ajuste por contracción”. Aplica tus conocimientos sobre la dilatación térmica para justificar por qué no es posible quitar el anillo sin romperlo.

26) Dos varillas A y B están hechas del mismo material y se encuentran a la misma temperatura. Se sabe que la longitud inicial de A es mayor que la longitud inicial de B.

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Si al calentarlas se observa que , es posible afirmar que: (selecciona la respuesta correcta y justifica tu elección)

a)

b)

c) a) No es posible hacer una determinación

27) Si a una varilla de metal que se encuentra a una temperatura inicial t i se calienta hasta una temperatura tf se produce una dilatación de l. Si la temperatura inicial de la varilla hubiese sido mayor que la indicada se podría afirmar que:

a) La varilla se hubiese dilatado menosb) La varilla se hubiese dilatado másc) La dilatación hubiese sido iguald) El coeficiente de dilatación sería menore) El coeficiente de dilatación sería mayorf) El coeficiente de dilatación sería igual

28) Dos barras metálicas de igual longitud están unidas firmemente como muestra la figura

metal A

metal B (remaches que mantienen unidas las barras)

Si el coeficiente de dilatación lineal del metal A (αA) es mayor que el coeficiente de dilatación lineal del meta B (αB), y se eleva la temperatura, se observa que:

a) El sistema formado por las barras se curva hacia arribab) El sistema formado por las barras se curva hacia abajoc) El sistema formado por las barras se alarga sin curvarsed) El sistema formado por las barras no sufre ningún cambio

Justificar la opción elegida

29) Cuando se calienta un termómetro de mercurio, baja el nivel del mercurio en forma momentánea, antes de comenzar a subir. Explica por qué ocurre eso.

30) Un buen método para romper piedras consiste en calentarlas bien sobre el fuego y luego sumergirlas en agua fría. ¿Por qué se rompen así las piedras?

31) Una vieja receta para cuando dos vasos encimados, uno dentro del otro, y se pegan entre sí, consiste en llenar el vaso interior y rociar la pared externa del vaso exterior con agua a distintas temperaturas. ¿Cuál agua debe estar caliente y cual fría? ¿Por qué?

32) Después de medir las dimensiones de un terreno con una cinta métrica de acero, en un día caluroso, regresas y la mides un día frío. ¿En cuál de las dos mediciones encuentras que la superficie del terreno es más grande?

Los ejercicios que siguen implican el cálculo de algunas variables asociadas con los procesos de dilatación. Las ecuaciones siguientes te servirán para ello:

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33) Un cable de cobre tiene una longitud de 15 m cuando la temperatura ambiente es de 20 °C. Si al circular por él una corriente eléctrica se calienta hasta una temperatura de 4200 °C, ¿cuánto se alargará?

34) Calcular la variación de la longitud de un cable de latón (αLatón = 2 x 10-5 °C-1) de 10 m de longitud cuando su temperatura pasa de 20 °C a 70 °C.

35) Una cinta de acero de 40000 km forma un anillo que se ajusta bien a la circunferencia de la Tierra. Se la calienta de manera que la cinta eleva su temperatura en 1ºC. La cinta se alarga y ya no queda ajustada. ¿A qué distancia se separa del terreno? Ten en cuenta que la longitud de una circunferencia se calcula L = 2.π.R. El resultado te puede sorprender.

36) Una chapa cuadrada de aluminio tiene 20 cm de lado a 30 °C¿a qué temperatura la superficie será 34 mm2 mayor? (αAl = 2,5 x 10-5 °C-1)

37) Un vaso de precipitado de vidrio pirex resistente al calor que tiene una capacidad de 2.000 cm3 está completamente lleno de alcohol a una temperatura de 0 °C:

a) Calcular cuánto alcohol se derramará al calentarlo hasta 70 °C si se supone que la evaporación es despreciable.

b) ¿Qué sucedería si, a partir de las mismas condiciones iniciales, el vaso y el alcohol se enfriaran 30 °C?

Datos: alcohol = 1,1 x 10-3 °C-1

αvidrio= 3 x 10-6 °C-1

38) Un recipiente de cinc (αcinc = 2,9 x 10-5 °C-1) está lleno de glicerina a 100 °C; a esa temperatura el recipiente tiene una capacidad de 10 litros. Si se lo enfría hasta 0 °C, calcular el volumen de glicerina a 0 °C que hay que añadir para que quede completamente lleno (glicerina = 5,3. 10-4 °C-1).

39) En el siguiente cuadro aparece información sobre la dilatación de diversos cuerpos. Completarlo calculando los datos faltantes

Objeto MaterialCoeficiente

de dilatación lineal

Longitud o superficie

inicial

Longitud o superficie

finalDilatación

Variación de

temperatura

varilla Cobre 2,8.10-5 12 m 45º C

alambre Plata 2.10-5 25 m 25,045 m

chapa Aluminio 2,4.10-5 8 m2 120º C

caño bronce 1,75. 10-5 17 m -35º C

lámina Vidrio 6 m2 6,0026 27º C

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40) La chapa circular de la figura de la derecha es de cobre y debe encajar exactamente en el agujero que tiene la chapa rectangular de la izquierda. El diámetro del agujero es 19,998 cm y el de la chapa circular 20 cm, cuando ambos se encuentran a 70 ºC. ¿Hasta qué temperatura hay que enfriar la pieza circular para lograr que encaje en el agujero? (Cu = 1,8 . 10-5 1/ºC)

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Sección 4: Calorimetría

Lee atentamente las secciones 21.2 a 21.7 del libro de Hewitt y respondé a las preguntas que se plantean a continuación:

a) ¿Qué es el calor?b) ¿Qué condición debe darse para que se pueda producir transferencia de

energía térmica?c) ¿Cuál es el sentido espontáneo del flujo de calor?d) ¿A qué se llama equilibrio térmico?e) ¿Qué es la energía interna?f) ¿Con qué magnitudes se relaciona la cantidad de calor que un cuerpo

puede recibir o entregar?g) ¿En qué unidades se mide el calor?h) ¿Qué es el calor específico de una sustancia?

Aunque en los ejercicios aparecen datos numéricos no siempre será necesario aplicar una ecuación o fórmula para responder

42) Dos cuerpos de la misma masa se calientan sobre dos mecheros idénticos y durante el mismo lapso. El cambio de temperatura del cuerpo A es mayor que el del cuerpo. Señalar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y explicar por qué:

a) El cuerpo A absorbe más energía que el cuerpo Bb) El calor específico del cuerpo A es mayor que la del cuerpo Bc) Para que el incremento de temperatura de ambos fuera igual, habría que haber calentado una masa mayor de B.

43) Si cuando se entregan 2000 cal a un cuerpo de 300 gramos de masa la temperatura aumenta en 25 ºC ¿cuánto aumentará la temperatura de este cuerpo si se le entregan 4000 cal? Justificar la respuesta.

44) Un cuerpo al que se le entrega calor va aumentando progresivamente su temperatura. ¿Esto se puede mantener indefinidamente? ¿Por qué?

45) A un cuerpo de cierto material y de 250 gramos de masa se le entregan 8500 cal para que su temperatura pase de 20 ºC a 50 ºC. ¿Cuánto calor es necesario entregar a otro cuerpo del mismo material y del doble de masa para lograr la misma variación de temperatura? Justificar.

46) Dos cuerpos están hechos del mismo material. El cuerpo A tiene la mitad de la masa del cuerpo B y ambos están a la misma temperatura. Si a los dos cuerpos se le quita la misma cantidad de calor:

a) ¿Qué le ocurre a los cuerpos?b) ¿Los cuerpos quedan a la misma temperatura? Si no es así en cuál desciende

más la temperatura. Justificar.

47) Se tienen dos muestras del mismo material de masas mA y mB. Si mA > mB , la temperatura inicial es la misma y se entrega la misma cantidad de calor a ambas muestras, se verifica que:

a) La temperatura final de A es mayor que la de Bb) La temperatura final de A es menor que la de Bc) Las temperaturas finales son iguales

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48) Dos muestras de distinto material e igual masa se encuentran a la misma temperatura. Si el calor específico de A es mayor que el calor específico de B y se entrega a las muestras la misma cantidad de calor, se verifica que:

a) la muestra A alcanza mayor temperatura que la muestra Bb) la muestra A alcanza menor temperatura que la muestra Bc) las muestras alcanzan la misma temperatura

49) Dos muestra de igual masa y distinto material absorben igual cantidad de calor y se observa que tA < tB. De acuerdo con esto se puede afirmar que:

a) cA = cB

b) cA < cB

c) cA > cB

50) Se tienen dos muestras de igual masa y distinto material.

El gráfico representa la variación de temperatura en función de la cantidad de calor entregado.Analizar el gráfico y decir si:

a) cA = cB

b) cA < cB

c) cA > cB

51) El aluminio tiene un calor específico de más del doble del calor específico del cobre. Se dejan caer dos masas idénticas de aluminio y cobre que se encuentran a la misma temperatura, dentro de un recipiente con agua caliente. Cuando el sistema ha alcanzado el equilibrio se verifica que:

a) el aluminio está a mayor temperatura que el cobreb) el cobre está a mayor temperatura que el aluminioc) el aluminio y el cobre están a la misma temperaturad) la diferencia de temperaturas del aluminio y el cobre depende de la cantidad

de agua que inicialmente tenía el recipiente

52) En el cuadro aparece información sobre cinco procesos de intercambio de calor. Completarlo calculando en cada uno la magnitud que falta.

t B

A

Q

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Las unidades de los calores específicos son

ProcesoTemperatura inicial t0

(ºC)

Temperatura final t

(ºC)

Masa m (g)

Calor específico

ce

Cantidad de calor Q

(cal)1 10 56 280 0,115

2 98 12 1300 0,094

3 25 80 0,056 3080

4 20 800 0,031 1240

5 25 100 300 4882,5

Sección 5 Intercambio de calor

Leé en el libro Física Conceptual el capítulo correspondiente a la “Transmisión del calor” y respondé luego a las siguientes preguntas:

a) ¿Qué papel desempeñan los electrones “libres” en la conducción del calor?b) ¿Por qué se siente más frío al tacto un trozo de metal a temperatura ambiente

que uno de papel, de madera o de tela?c) ¿Cuál es la diferencia entre un conductor y un aislante?d) ¿Por qué son buenos aislantes los materiales como la madera, las pieles, las

plumas e incluso la nieve?e) ¿Qué es la convección? ¿En qué medios se produce?f) ¿Qué es la energía radiante?g) ¿Cómo varían las longitudes de onda de la energía radiante con la temperatura

de la fuente de la radiación?h) ¿Por qué se ve negro un buen absorbente de energía radiante?i) La energía solar radiante se compone de ondas cortas, pero la radiación

terrestre está constituida por ondas largas. ¿Por qué?

53) Un modelo sencillísimo para explicar la transmisión de energía térmica de un cuerpo más caliente a otro más frío consiste en: un salón enorme lleno de personas bastante apretujadas. Todos están parados y quietos, excepto en un sector bien definido, donde todos bailan agitadamente.

a. ¿Hay diferencias entre la energía cinética de quienes están en sectores diferentes?b. ¿Qué ocurrirá con la gente a ambos lados del límite entre los dos sectores?c. ¿Cómo te parece que habrá variado el movimiento en el salón, al cabo de un rato?d. ¿Te parece un buen modelo para describir cómo cambia la temperatura de dos materiales, uno más caliente y otro más frío, que están en contacto?e. ¿Qué representan las personas?f. ¿Cuál sería el material frío y cuál el caliente?g. ¿Qué propiedad de las personas indica la temperatura del material?h. ¿Qué tipo de energía intercambian las personas?

54) En un sentido estricto, es equivocado decir que las mantas “dan calor”. ¿Qué es lo que hacen las mantas, en realidad? ¿Es correcto decir “tengo calor” o “hace mucho calor”? ¿Por qué?

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55) Si encienden una vela, verán que pueden rodear la llama con la mano sin quemarse, pero no pueden ponerla sobre la llama. ¿Por qué? ¿Cómo se transmite el calor de la llama a la mano en cada caso?

56) Supongan que encuentran un material que es un excelente absorbente, pero un pésimo emisor. ¿Cómo será su temperatura respecto a la del ambiente? ¿Podría ocurrir algo así? ¿Qué pasaría al cabo de un tiempo?

57) En algunas recetas se aconseja cocinar a baño María. Para hacerlo, hay que poner el recipiente dentro de otro más grande que tiene agua, y éste último al fuego directo o al horno.

a) ¿Cuál es el objetivo? b) ¿Qué sucede con la temperatura? ¿Por qué?c) ¿Por qué aconsejan poner mucha agua dentro del recipiente grande?

58) En una fila de personas, la que está primera le quiere entregar un paquete a la que está última. Tiene tres maneras de hacerlo. Identifiquen cada una con una de las formas de transmisión del calor.

1- El paquete pasa de una persona a su vecina, hasta llegar al final de la fila.2- La primera persona sale de la fila con el paquete y camina hasta el final, donde entrega el paquete y después vuelve a su lugar.3- La primera persona arroja el paquete por el aire, que es atajado por el último de la fila.

Sección 6: Cambios de estado

Leé en el libro Física Conceptual el capítulo correspondiente a los “Cambios de estado” y respondé luego a las siguientes preguntas:

a) ¿Tienen todas las moléculas o átomos de un líquido la misma rapidez o se mueven con rapideces diferentes?

b) ¿Qué es la evaporación y por qué es también un proceso de enfriamiento?c) ¿Por qué jadean los perros cuando hace calor?d) ¿Por qué causa más daño una quemadura con vapor de agua que una

quemadura con agua hirviente a la misma temperatura?e) ¿Qué contiene normalmente más vapor de agua: el aire caliente o el aire frío?f) ¿Por qué se forman nubes en el aire húmedo y caliente cuando el mismo

asciende?g) ¿Cuál es la diferencia entre evaporación y ebullición?h) ¿cuántas calorías se necesitan para elevar la temperatura de 1 gramo de agua

en 1º C?i) ¿Cuántas calorías se necesitan para fundir 1 gramo de hielo a 0º C?j) ¿Cuántas calorías se necesitan para evaporar 1 gramo de agua hirviente a 100º

C?k) ¿Desprende o absorbe energía un vapor al convertirse en líquido?

59) Los materiales pueden sufrir cambios en su estado de agregación (sólido-líquido-gaseoso) y cada uno de esos cambios tiene un nombre. Teniendo en cuenta el esquema, completar el cuadro, marcando con una cruz si en proceso se absorbe o se libera energía

Proceso Nombre Absorbe Libera123456

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60) ¿Es siempre cierto que si a un cubo de hielo se le entrega calor, el hielo se derrite? Explicar la respuesta.

61) Si para fundir una cierta cantidad de hielo que está a 0 ºC se le deben entregar 3400 calorías. ¿Cuánta energía se le debe quitar para solidificarlo nuevamente?

62) Si el calor latente de fusión del hielo es 80 cal/g ¿Qué masa de hielo se fundió en el problema anterior?

63) Calcular la cantidad de calor en kilocalorías que deben ceder 800 gramos de agua que se encuentran a 100 ºC para disminuir su temperatura hasta 10 ºC. (Sol: 72 kcal)

64) Un cuerpo de 200 gramos absorbe 1200 calorías y su temperatura varía 80 ºC. Determinar el calor específico del cuerpo. (Sol: 0,075 cal/ g ºC)

65) Se mezclan en un recipiente 1 kilogramo de agua a 50 ºC y 800 g de agua a 15 ºC. ¿Cuál es la temperatura final de la mezcla?

66) Un trozo de plata (ce = 0,115 cal / g ºC) de 40 gramos de masa se introduce en un horno hasta haber adquirido la temperatura de éste, luego se lo sumerge en un calorímetro que contiene 150 gramos de agua a 15 ºC. La temperatura de equilibrio es de 25 ºC. Calcular la temperatura que tenía el horno. (Sol: 695 ºC)

67) Un cuerpo de 100 gramos que está a una temperatura de 120 ºC se introduce dentro de un calorímetro de cobre (ce = 0,093 cal/ g ºC) cuya masa es de 150 gramos y contiene 500 gramos de agua a 15 ºC. Si la temperatura de equilibrio resulta de 20 ºC, calcular el calor específico del cuerpo. (Sol: 0,257 cal/ ºC g)

68) Un trozo de vidrio cuya masa es de 200 gramos tiene una temperatura de 150 ºC y se introduce en un calorímetro que contiene 800 gramos de agua que está a 10 ºC. Calcular la temperatura de equilibrio. (Sol: 16,6 ºC)

69) Un trozo de plomo de 430 gramos que estaba a 100ºC se sumerge en 200 gramos de agua a 20 ºC. Una vez estabilizada la temperatura el termómetro indica 25ºC. ¿Cuál es el calor específico del plomo?

70) ¿Cuánto calor debe absorber una masa de 2,5 kg de hielo que está a 0°C para llegar hasta 50 °C? (Lf = 80 cal/g)

71) Esquematizar la temperatura en función del tiempo para un proceso que lleve vapor de agua a 120º hasta hielo a –10 ºC

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72) ¿Qué cantidad de calor hay que entregar a 0,8 kg de hielo que se encuentra a 0 ºC para transformarlos en agua a 0 ºC? (Lf = 80 cal/g)

73) ¿Qué cantidad de calor se transfiere al condensar 1200 g de vapor de agua a 100 ºC transformándolo en agua a la misma temperatura? (Lv = 540 cal/g)

74) ¿Qué masa de hielo a 0 ºC es posible fundir con 600 Kcal?

75) ¿Qué variación de temperatura experimentan 500 g de agua a 100 ºC al transformarse íntegramente en vapor?

76) Un calorímetro ideal contiene 650 g de agua a 20 °C. Calcular cuál será el estado final de la mezcla si se colocan dentro del calorímetro 300 g de hielo a 0 °C.

77) Un automóvil de 1.600 kg marcha a 108 km/h. Calcular la cantidad de energía que se transforma en calor cuando los frenos detienen la marcha del auto ¿qué masa de hielo se podría haber fundido con ese calor?

78) Dentro de un calorímetro ideal hay 1,2 kg de hielo a -5 °C. Calcular la cantidad de agua a 50 °C que se debe agregar para que el equilibrio térmico se alcance a los 20 °C.

79) ¿Qué cantidad de calor se necesita para transformar 500 g de hielo que se encuentra inicialmente a –10 ºC en agua a 20 ºC? (Cehielo = 0,5 cal/ºC g)

80) ¿Qué masa de hielo a 0 ºC es posible fundir con el calor liberado al condensar 200 gramos de vapor de agua que se encuentran a 100 ºC?

81) Calcular la cantidad de calor que hay que suministrar a cada uno de los cuerpos siguientes para fundirlos totalmente a la temperatura de fusión:

a) 1500 gramos de aluminio (Lf = 76,8 cal/g)b) 1 kilogramos de hielo (Lf = 80 cal/g)

82) Determinar la cantidad de calor que debe absorber una masa de 3,5 kilogramos de mercurio que está a –50ºC para vaporizarlo totalmente a la temperatura de 400 ºC. (Ce = 0,033 cal/g ºC, tf = -38,8 ºC, Cf = 2,82 cal/g ºC, teb = 357ºC, Cv = 70,6 cal/g). (Sol: 289,35 kcal)

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