EJERCICIOS
DE CALORIMETRÍA
EXERCISES OF CALORIMETRY
EXERCICES DE CALORIMÉTRIE
EXERCISES OF CALORIMETRY
EXERCICES DE CALORIMÉTRIE
NIVEL 1
1.- ¿Qué cantidad de calor ganan 2000 g de agua y 500 g de hierro al subir la temperatura 50°C?
2.- ¿Qué cantidad de calor ganan 220 lb de agua y 0.6 kg de hierro al subir la temperatura de 20°C a 70°C?
3.- ¿Qué cantidad de calor en Cal pierden 1200 g de aliminio y 2000 g de agua cuando la temperatura baja de 145°C a 25°C?
4.- ¿Qué cantidad de calor ganan 1200 g de hierro y 1500 g de agua cuando la temperatura sube 80°C?
5.- A un recipiente de aluminio de 500 gramos se le añade agua a 20°C. Si al calentarse a 60°C el conjunto la cantidad de calor ganada es de 25 Kcal, ¿Qué cantidad de agua se añadió?
RESP: 517.5 gramos
6.- Un recipiente de aluminio de 550 g contiene agua a 55°C. Si al sistema se le baja la temperatura se pierden 30 Kcal de calor. ¿Qué cantidad de agua contiene?
7.- Un recipiente de plata de 500 gramos contiene 800 gramos de agua a 12C. ¿A qué temperatura debe llevarse al sistema para que se ganen 6 Kcal de calor?
8.- Un recipiente de 800 g de aluminio contiene 1200 g de agua y una esfera de acero de 4 cm de radio en su interior. El sistema se halla a 20°C. ¿Qué cantidad de calor gana el sistema al elevarse la temperatura hasta los 80°C?
9.- Un sistema está formado por un recipiente de 1200 g de aluminio y X g de agua y se halla a 20°C. Al elevarse la temperatura a 65°C, el sistema gana 22 Kcal de calor. Halle la masa del agua.
8.- Un recipiente de 800 g de aluminio contiene 1200 g de agua y una esfera de acero de 4 cm de radio en su interior. El sistema se halla a 20°C. ¿Qué cantidad de calor gana el sistema al elevarse la temperatura hasta los 80°C?
9.- Un sistema está formado por un recipiente de 1200 g de aluminio y X g de agua y se halla a 20°C. Al elevarse la temperatura a 65°C, el sistema gana 22 Kcal de calor. Halle la masa del agua.
NIVEL 2
1- En un recipiente de 800g de aluminio se hallan contenidos 2200g de agua a 10oC. Si se introducen en él 1200g de Pb a 65oC, ¿Cuál será la temperatura de equilibrio?
2.-
Un recipiente de aluminio de 700g contiene 1500g de etanol a 10°C. Si
se introducen 800g de plomo a 45°C, ¿Cuál será la temperatura de
equilibrio del sistema?
3.-
Un calorímetro de plata de 800g contiene 2 litros de agua a 15ºC. Si se
introducen 1200 g de acero a 55ºC, halle la temperatura de equilibrio
del sistema.
4-Si se ponen en contacto 1200g de Fe a 80oC con 2.2Kg de agua a 12oC que están contenidos en un recipiente de aluminio la temperatura de equilibrio llega a ser de 13oC. Halle la masa del recipiente.
5.- Un calorímetro de plata de 800g contiene 2000g de agua a una temperatura T. Se le agregan 2 lb de hierro a 60°C llegando a ser la temperatura de equilibrio del sistema 16.2°C. ¿A qué temperatura se halla el calorímetro y el agua?
6.- Un calorímetro de aluminio de masa M contiene 5M de agua a 15°C. En el sistema se introducen 10M de hierro a 80°C. Halle la temperatura de equilibrio del sistema.
7.- Un recipiente de aluminio contiene 1600g de etanol a 12°C. Se introducen en el sistema plata a 70°C siendo su masa el doble de la masa del aluminio equilibrándose el sistema a 13,2°C. Halle la masa del aluminio y de la plata.
8.- En un calorímetro de cobre de 1200 g que contiene 2 litros de agua a 20ºC se agregan 1,8 kg de hierro a 75ºC. Halle la temperatura de equilibrio del sistema.
9.- En un sistema se halla un recipiente de 800 g de aluminio que contiene 2.2 litros de agua a 15ºC al que se le agregan 1500 g de cobre que se halla a una temperatura X, siendo su temperatura de equilibrio 17ºC. Halle la temperatura del cobre.
10.- ¿Cuántos gramos de agua a 12ºC se deben mezclar con 1800 g de agua a 75ºC para obtener una mezcla que tenga una temperatura de equilibrio de 16ºC? Resp: 26,55 Kg.
11-Un calorímetro de Ag de masa M contiene el triple de la masa
del calorímetro de plata en agua a 20oC. Si se introduce una masa de
Pb que es el doble de la masa del recipiente y la temperatura de equilibrio del
sistema es de 21.2oC. Halle la temperatura inicial del plomo.
Calor ganado = Calor perdido
Calor H2O + Calor Ag =
Calor Pb
(3M)(1 Kcal/kg oC)(21.2oC
– 20oC) + (M)(0.056 Kcal/kg oC)(21.2oC – 20oC) = (2M)(0.031 Kcal/kg oC)(T -21.2oC
)
Se puede simplificar la masa M y la
unidad de calor específico de toda la ecuación y queda:
(3)(1)(21.2oC
– 20oC) + (0.056) (21.2oC – 20oC) = (2)(0.031)(T -21.2oC )
(3)(1.2oC
) + (0.056)(1.2oC) =
(0.062)(T -21.2oC )
(3.056)(1.2oC) = (0.062)(T -21.2oC )
3.6672oC = (0.062)(T -21.2oC
)
3.6672oC
/ 0.062 = T -21.2oC
59.15oC = T -21.2oC , de donde T = 80.35oC que
corresponde a la
temperatura inicial del plomo.
temperatura inicial del plomo.
NIVEL 3
SIMULACRO DE APORTE
1.- En un recipiente de X kg de hierro que contiene 2000 g de agua a 12°C se introducen 0.8 Kg de aluminio a 45°C llegando la temperatura a equilibrarse en 12.6°C. Halle la masa de hierro y la del aluminio.
2.- En un recipiente de 1000g de aluminio que contiene 1800g de agua a 15°C se introducen 800g de hierro y la temperatura de equilibrio es de 15.4°C. Halle la temperatura original del hierro.
TEMARIOS PARA SUPLETORIOS 2DO BACHILLERATO
1.- Dilatación térmica: longitudinal, de área y volumètrica.
2.- Cantidad de calor.
3.- Calorimetría.
4.- Fuerza electrostática.
EJERCICIOS
i) Una barra de acero mide 120 cm a 127K. ¿Cuál será su longitud a 300K?
ii) ¿A qué temperatura llegará un alambre de 4000 mm que se halla a 300K para que su longitud crezca 12 mm?
iii) Una placa circular de cobre tiene un radio de 45 cm a 300K. ¿Cuál es la variación de su área a 400K?
RESP: 21.63 cm2.
iv) Una esfera de plata tiene 10 cm de radio a 250K. ¿Cuá es su volumen a 500K?
RESP: 4251,632 cm3.
v) Un tubo cilíndrico de pyrex tiene 8 mm de radio y 40 cm de longitud y se llena en un 98% de etanol a 15ºC ¿Qué ocurre con el sistema a 60ªC?
vi) 500 g de cobre se calientan de 25ºC a 120ºC. Halle la cantidad de calor ganada.
RESP: 5.23 Kcal
vii) ¿Cuántos gramos de acero se calientan de 20ºC a 200ºC para ganar 12 Kcal de calor.
RESP: 606 gramos
viii) 2.31 lb de cobre se hallan a 30ºC. ¿A qué temperatura ganarán 12 Kcal de calor?
RESP: 152.9ºC
ix) En un recipiente de 800g de aluminio se hallan contenidos 2200g de agua a 10oC. Si se introducen en él 1200g de Pb a 65oC, ¿Cuál será la temperatura de equilibrio?
x) Si se ponen en contacto 1200g de Fe a 80oC con 2.2Kg de agua a 12oC que están contenidos en un recipiente de aluminio la temperatura de equilibrio llega a ser de 13oC. Halle la masa del recipiente.
xi) Un recipiente de aluminio de 700g contiene 1500g de etanol a 10°C. Si se introducen 800g de plomo a 45°C, ¿Cuál será la temperatura de equilibrio del sistema?
xii) Un calorímetro de plata de 800g contiene 2000g de agua a una temperatura T. Se le agregan 2 lb de hierro a 60°C llegando a ser la temperatura de equilibrio del sistema 16.2°C. ¿A qué temperatura se halla el calorímetro y el agua?
xiii) ¿Qué fuerza de repulsión hay entre dos cargas de 45UC y 72 UC separadas 12 mm en el vacío?
xiv) Dos cargas de 54 UC y -84UC se atraen con una fuerza de 45000N. Halle la distancia que las separa.
xv) Dos cargas iguales se repelen con una fuerza de 54000N separadas 1.2 cm en el vacío. Halle el valor de cada carga.
RESP: 29.4uC.
Trabajo de recuperación
1.- Dos litros de agua a 15°C ocupan el 60% de un recipiente de plata. El radio del recipiente es 1.2 veces su altura y el espesor de las paredes del recipiente es de 0.2 cm. Se introduce en el sistema hierro a una temperatura T cuya masa es 1.5 veces la masa de la plata. Halle la temperatura del hierro si la temperatura de equilibrio del sistema es 16°C.
SUGERENCIA: Dos litros de agua representan una masa de 2 kg. Halle el volumen total del recipiente. Con ese volumen calcule la altura y el radio del recipiente. Halle la masa de la plata usando los volúmenes exterior e interior del cilindro. Luego halle la masa del hierro.
2.- Un recipiente de cobre de 1200g contiene 2.5 litros de agua a 20°C. Al introducir 10 esferas de plata de 1.5 cm de radio a una temperatura T se obtiene una temperatura de equilibrio de 21.2°C. Halle la temperatura de las esferitas de plata.
SUGERENCIA: Halle volumen de una esfera, busque densidad de la plata y use
densidad = masa/volumen, halle la masa de una esfera, pero recuerden que son 10.
3.- Un recipiente cilíndrico de aluminio tiene 40 cm de radio exterior, 25 cm de altura y 0.2 cm de espesor en sus paredes. Contiene el 75% de agua a 20°C. Halle la temperatura a la que se introducen 1.3 kg de hierro si la temperatura de equilibrio es de 20.8°C.
SUGERENCIA: Halle el volumen exterior del cilindro y usando la densidad calcule la masa del aluminio. Halle el volumen interior del cilindro y calcule la masa del agua.
4.- Un recipiente cilíndrico de plata tiene 30 cm de radio exterior, 25 cm de altura y 29.8 cm de radio interior siendo el espesor de las paredes y su base distribuido de manera regular. Contiene el 75% de agua a 20°C. Si se introduce hierro el nivel de agua asciende 3 cm. Halle la temperatura a la que se introducen el hierro si la temperatura de equilibrio es de 20.8°C.
SUGERENCIA: Halle el volumen exterior del cilindro y usando la densidad calcule la masa de la plata. Halle el interior del volumen del cilindro y calcule la masa del agua. Halle el volumen del nuevo volumen al introducir el hierro y reste el volumen del agua, lo obtenido es el volumen del hierro. Con la densidad del hierro calcule la masa del hierro.
1.- En un recipiente de X kg de hierro que contiene 2000 g de agua a 12°C se introducen 0.8 Kg de aluminio a 45°C llegando la temperatura a equilibrarse en 12.6°C. Halle la masa de hierro y la del aluminio.
2.- En un recipiente de 1000g de aluminio que contiene 1800g de agua a 15°C se introducen 800g de hierro y la temperatura de equilibrio es de 15.4°C. Halle la temperatura original del hierro.
TEMARIOS PARA SUPLETORIOS 2DO BACHILLERATO
1.- Dilatación térmica: longitudinal, de área y volumètrica.
2.- Cantidad de calor.
3.- Calorimetría.
4.- Fuerza electrostática.
EJERCICIOS
i) Una barra de acero mide 120 cm a 127K. ¿Cuál será su longitud a 300K?
ii) ¿A qué temperatura llegará un alambre de 4000 mm que se halla a 300K para que su longitud crezca 12 mm?
iii) Una placa circular de cobre tiene un radio de 45 cm a 300K. ¿Cuál es la variación de su área a 400K?
RESP: 21.63 cm2.
iv) Una esfera de plata tiene 10 cm de radio a 250K. ¿Cuá es su volumen a 500K?
RESP: 4251,632 cm3.
v) Un tubo cilíndrico de pyrex tiene 8 mm de radio y 40 cm de longitud y se llena en un 98% de etanol a 15ºC ¿Qué ocurre con el sistema a 60ªC?
vi) 500 g de cobre se calientan de 25ºC a 120ºC. Halle la cantidad de calor ganada.
RESP: 5.23 Kcal
vii) ¿Cuántos gramos de acero se calientan de 20ºC a 200ºC para ganar 12 Kcal de calor.
RESP: 606 gramos
viii) 2.31 lb de cobre se hallan a 30ºC. ¿A qué temperatura ganarán 12 Kcal de calor?
RESP: 152.9ºC
ix) En un recipiente de 800g de aluminio se hallan contenidos 2200g de agua a 10oC. Si se introducen en él 1200g de Pb a 65oC, ¿Cuál será la temperatura de equilibrio?
x) Si se ponen en contacto 1200g de Fe a 80oC con 2.2Kg de agua a 12oC que están contenidos en un recipiente de aluminio la temperatura de equilibrio llega a ser de 13oC. Halle la masa del recipiente.
xi) Un recipiente de aluminio de 700g contiene 1500g de etanol a 10°C. Si se introducen 800g de plomo a 45°C, ¿Cuál será la temperatura de equilibrio del sistema?
xii) Un calorímetro de plata de 800g contiene 2000g de agua a una temperatura T. Se le agregan 2 lb de hierro a 60°C llegando a ser la temperatura de equilibrio del sistema 16.2°C. ¿A qué temperatura se halla el calorímetro y el agua?
xiii) ¿Qué fuerza de repulsión hay entre dos cargas de 45UC y 72 UC separadas 12 mm en el vacío?
xiv) Dos cargas de 54 UC y -84UC se atraen con una fuerza de 45000N. Halle la distancia que las separa.
xv) Dos cargas iguales se repelen con una fuerza de 54000N separadas 1.2 cm en el vacío. Halle el valor de cada carga.
RESP: 29.4uC.
Trabajo de recuperación
i) Una barra de acero mide 120 cm a 127K. ¿Cuál será su longitud a 400K?
ii) ¿A qué temperatura llegará un alambre de 4000 mm que se halla a 400K para que su longitud crezca 12 mm?
iii) Una placa circular de cobre tiene un radio de 45 cm a 300K. ¿Cuál es la variación de su área a 500K?
iv) Una esfera de plata tiene 10 cm de radio a 350K. ¿Cuá es su volumen a 500K?
v) Un tubo cilíndrico de pyrex tiene 6 mm de radio y 40 cm de longitud y se llena en un 98% de etanol a 15ºC ¿Qué ocurre con el sistema a 60ªC?
vi) 1500 g de cobre se calientan de 25ºC a 120ºC. Halle la cantidad de calor ganada.
vii) ¿Cuántos gramos de acero se calientan de 20ºC a 200ºC para ganar 12 Kcal de calor.
viii) 2.42 lb de cobre se hallan a 30ºC. ¿A qué temperatura ganarán 12 Kcal de calor?
ix) En un recipiente de 900g de aluminio se hallan contenidos 2000g de agua a 10oC. Si se introducen en él 1000g de Pb a 65oC, ¿Cuál será la temperatura de equilibrio?
x) Si se ponen en contacto 1000g de Fe a 80oC con 2.2Kg de agua a 12oC que están contenidos en un recipiente de aluminio la temperatura de equilibrio llega a ser de 12.5oC. Halle la masa del recipiente.
xi) ¿Qué fuerza de repulsión hay entre dos cargas de 54UC y 72 UC separadas 8 mm en el vacío?
xii) Dos cargas de 54 UC y -64UC se atraen con una fuerza de 54000N. Halle la distancia que las separa.
xiii) Dos cargas iguales se repelen con una fuerza de 54000N separadas 1.5 cm en el vacío. Halle el valor de cada carga.
ii) ¿A qué temperatura llegará un alambre de 4000 mm que se halla a 400K para que su longitud crezca 12 mm?
iii) Una placa circular de cobre tiene un radio de 45 cm a 300K. ¿Cuál es la variación de su área a 500K?
iv) Una esfera de plata tiene 10 cm de radio a 350K. ¿Cuá es su volumen a 500K?
v) Un tubo cilíndrico de pyrex tiene 6 mm de radio y 40 cm de longitud y se llena en un 98% de etanol a 15ºC ¿Qué ocurre con el sistema a 60ªC?
vi) 1500 g de cobre se calientan de 25ºC a 120ºC. Halle la cantidad de calor ganada.
vii) ¿Cuántos gramos de acero se calientan de 20ºC a 200ºC para ganar 12 Kcal de calor.
viii) 2.42 lb de cobre se hallan a 30ºC. ¿A qué temperatura ganarán 12 Kcal de calor?
ix) En un recipiente de 900g de aluminio se hallan contenidos 2000g de agua a 10oC. Si se introducen en él 1000g de Pb a 65oC, ¿Cuál será la temperatura de equilibrio?
x) Si se ponen en contacto 1000g de Fe a 80oC con 2.2Kg de agua a 12oC que están contenidos en un recipiente de aluminio la temperatura de equilibrio llega a ser de 12.5oC. Halle la masa del recipiente.
xi) ¿Qué fuerza de repulsión hay entre dos cargas de 54UC y 72 UC separadas 8 mm en el vacío?
xii) Dos cargas de 54 UC y -64UC se atraen con una fuerza de 54000N. Halle la distancia que las separa.
xiii) Dos cargas iguales se repelen con una fuerza de 54000N separadas 1.5 cm en el vacío. Halle el valor de cada carga.
SIMULACRO PARA 3RA EVALUACIÓN PARCIAL
1.- Un recipiente de aluminio de 800 gramos contiene 1500 gramos de agua y el conjunto se halla a 25°C. ¡Cuántos Joules de calor se gana al subir la temperatura a 60°C?
2.- Un calorímetro de acero de 1500 gramos contiene X gramos de agua a 10°C. Si la temperatura sube a 90°C se gana 20 Kcal de calor. ¿Cuántos gramos hay de agua?
3.- Un recipiente de aluminio de 1200 gramos contiene 2000 gramos de agua y una esfera de acero de 5 cm de radio a 20°C. ¿Cuántas Kcal de calor se gana al subir la temperatura a 80°C?
4.- Un recipiente de plata de 1100 gramos contiene 800
gramos de agua y una esfera de acero a 20°C. El conjunto se calienta hasta los 70°C. Si en total se han ganado 45 Kcal de calor, ¿Cuál es el radio de la esfera contenida?
5.- Un recipiente de plata de X gramos contiene 2X
gramos de agua a 12°C. El conjunto se calienta
hasta los 70°C. Si en total se han ganado 45 Kcal de calor, calcule el valor de la masa de plata y del agua.