9. Calor Masa Calor específico El cambio de temperatura: problemas y soluciones
1. Un plomo de 2 kg se calienta desde 50oC a 100oC. la calor especifico de plomo es 130 J/kg-1 oC-1. ¿Cuánto calor ¿Es absorbido por el plomo?
Conocido :
Masa (m) = 2 kg
El calor específico (c) = 1 3 0 J· kg⁻¹ ° C⁻¹
El cambio de temperatura ( ΔT ) = 100 ° C – 50 ° C = 50 ° C
Se busca: Heat (Q)
solución:
Q = mc Δ T
Q = calor , m = masa, c = calor específico , ΔT = cambio de temperatura
El calor absorbido por el plomo:
Q = (2 kg)(1 3 0 J.kg -1 C -1 )(50 o C)
Q = (100)(1 3 0)
Q = 13.000 julios
Q = 1,3 x 10⁴ julios
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2. El calor específico del cobre es 390 J/kg ° C , y el cambio de temperatura es de 40 ° C. Si el cobre absorbe 40 julios de calor, ¿cuál es la masa del cobre?
Conocido :
El calor específico del cobre (c) = 390 J/kg ° C
El cambio de temperatura ( ΔT ) = 40 ° C
Calor ( Q) = 40 J
Se busca: Masa (m) de cobre
solución:
Q = mc Δ T
40 J = (m)( 390 J/kg ° C )(40 ° C)
40 = (m)( 390/kg )(40)
40 = (m)( 390 /kg )(4)
40 = (m)( 1560 /kg )
m = 40 / 1560
m = 0.026 kg
m = 26 gramos
3. La temperatura inicial de 20 gramos de agua es de 30 ° C . El calor específico del agua es 1 cal g⁻¹ ° C⁻¹ . Si el agua absorbe 300 calorías de calor, ¡determina la temperatura final!
Conocido :
Masa (m) = 20 gr
La temperatura inicial (T 1 ) = 30 ° C
El calor específico del agua ( c) = 1 cal g⁻¹ ° C⁻¹
Calor (Q) = 300 cal
Se busca: La temperatura final del agua
solución:
Q = mc ΔT
300 cal = (20 gr)( 1 cal gr -1 o C -1 )( T 2 -30 )
300 = (20)(1)( T 2 -30)
300 = 20 ( T 2 -30 )
300 = 20 T 2 – 600
300 + 600 = 20T 2
900 = 20T 2
T 2 = 900 / 20
T 2 = 45
El cambio de temperatura es de 45 ° C – 30 ° C = 15 ° C.
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4. Tel cambio de temperatura del agua de mar is 1oC cuando el agua absorbe 3900 julios de calor. El calor específico del agua de mar es × 3.9 103 J/kg°C, ¿Cuál es la masa del agua de mar?
Conocido :
El cambio de temperatura ( ΔT ) = 1 ° C
Calor (Q) = 3900 julios
El calor específico del agua de mar (c) = 3.9 x 10³ J / kg °C = 3900 J/kg°C
Se busca: Masa (m)
solución:
Q = mc Δ T
Q = calor , m = masa, c = calor específico , ΔT = cambio de temperatura
m = Q / c Δ T = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1 kg
5. Un trozo de cobre de 2 kg absorbe 39 000 J de calor a 30 °C. Si el calor específico del cobre es de 390 J/kg °C, ¿cuál es la temperatura final del cobre?
Conocido :
Masa (m) = 2 kg
Temperatura inicial (T 1 ) = 30 ° C
Calor (Q) = 39,000 julios
Calor específico (c) del cobre = 390 J/kg ° C
Se busca : La temperatura final (T 2 )
solución:
Q = mc ΔT
Q = calor , m = masa, c = calor específico , ΔT = cambio de temperatura
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
39,000 = (2)( 390)(T 2 – 30)
100 = (2)(1)(T 2 – 30)
100 = (2)(T 2 – 30)
50 = T 2 – 30
T 2 = 50 + 30
T2 = 80 ° C
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6. Se calientan 5 kg de agua de 15 °C a 40 °C. ¿Cuál es el calor absorbido por el agua? El calor específico del agua es 4.2 × 10³ J /kg°C.
Conocido :
Masa (m) = 5 kg
Temperatura inicial (T 1 ) = 15°C
Temperatura final (T 2 ) = 40°C
Calor específico del agua (c) = 4.2 × 10³ J /kg°C
Se busca: Heat (Q)
solución:
Q = mc ΔT
Q = (5 kg)( 4.2 × 10 3 J/kg°C)(40°C – 15°C)
Q = (5)( 4.2 × 10 3 J)(25)
Q = 525 x 10³ J
Q = 525,000 julios
7. Se calientan 2 kg de agua de 24 °C a 90 °C. ¿Cuál es el calor absorbido por el agua? El calor específico del agua es 4.2 × 10³ J /kg°C.
Conocido :
Masa (m) = 2 kg
Temperatura inicial (T 1 ) = 24°C
Temperatura final (T 2 ) = 90°C
Calor específico del agua (c) = 4,200 julios/kg°C
Se busca :: Calor (Q)
solución:
Q = m c ΔT
Q = (2 kg)( 4,200 julios/kg°C)(90°C – 24°C)
Q = (2 kg)( 4,200 julios/kg°C)(66°C)
Q = (132)( 4,200 julios)
Q = 554,400 julios
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8. Se calientan 5 gramos de agua de 10 °C a 40 °C. ¿Cuál es el calor absorbido por el agua? El calor específico del agua es 1 × 10³ cal /g r °C.
Conocido :
Masa (m) = 5 gramos
Temperatura inicial (T 1 ) = 10 ° C
Temperatura final (T2 ) = 40 ° C
Calor específico del agua (c) = 1 c al/g °C
Se busca : Calor
solución:
Q = mc ΔT
Q = (5 gramos)( 1 cal/g°C)(40 ° C – 10 ° C)
Q = (5)( 1 c al)(30)
Q = 150 calorías
9. Una masa de agua de 0.2 kg absorbe 42 000 julios de calor a 25 ° C . El calor específico del agua es 4200 J/kg ° C. ¿Cuál es la temperatura final del agua?
Conocido :
Masa de agua (m) = 0.2 kg
Calor (Q) = 42,000 julios
Calor específico del agua (c) = 4200 J/kg ° C
Temperatura inicial (T 1 ) = 25 ° C
Se busca: Temperatura final (T 2 )
solución:
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
Q = calor, m = masa, c = calor especifico, ΔT = el cambio de temperatura, T1 = la temperatura inicial, T2 = la temperatura final
Q = mc (T 2 – T 1 )
42,000 = (0.2)(4200)(T 2 – 25)
42,000 = 840 (T 2 – 25)
42,000 = 840 T 2 – 21,000
42,000 + 21,000 = 840 T 2
63,000 = 840 T 2
T 2 = 63,000 / 840
T2 = 75 ° C
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