Unidad 3 - Problemas

1) Una herradura de hierro de 0,4kg está inicialmente a 500°C, se deja caer recipiente que contiene 20kg de agua a 22°C. ¿Cuál es la temperatura final de equilibrio?
respuesta: 23°C

2) Una taza de aluminio contiene 225g de agua y un agitador de cobre de 40g, todo a 27°C. Una muestra de plata de 400g a una temperatura inicial de 87°C se coloca en el agua. Se utiliza suavemente el agitador en la mezcla hasta que alcance su temperatura final de equilibrio de 32°C.
Calcule la masa de la taza de aluminio.
respuesta: 80g

3) Un calorímetro de aluminio de 100g contiene 250g de agua. Las dos sustancias están en equilibrio térmico a 10°C. Dos bloques metálicos se colocan en el agua. Uno es una pieza de cobre de 50g a 80°C. La otra muestra tiene una masa de 70g y está originalmente a una temperatura de 100°C. Todo el sistema se estabiliza a una temperatura final de 20°C. Determinar el calor específico de la segunda muestra desconocida.
respuesta: 1822(J/kg °C) Berilio

4) Un estudiante deja caer dos objetos metálicos en un recipiente de acero de 120g que contiene 150g de agua a 25°C.  Un objeto es un cubo de 200g de cobre que está inicialmente a 85°C, y el otro es un trozo de aluminio que está inicialmente a 5°C. Para sorpresa del estudiante, el agua alcanza una temperatura final de 25°C, precisamente donde empezó. ¿Cuál es la masa del trozo de aluminio?
respuesta: 0,26kg 

5) En un calorímetro se tienen 600°g de agua a 20°C y se agregan 240g de agua a 57°C, si encuentran el equilibrio térmico a 30°C. Calcular el equivalente en agua del calorímetro.
respuesta: 48g

6) En el calorímetro del problema anterior, se encuentran 800g de agua a 20°C y se agrega una barra de cobre de 40g a 70°C. También una muestra de aluminio de 100g a 100°C. ¿Cuál es la temperatura final?
respuesta:  

7) Un cubo de 100g de hielo a 0°C se deja caer en 1kg de agua que originalmente estaba a 80°C. ¿Cuál es la temperatura final del agua después de que el hielo se derrite?
respuesta: 65°C

8) ¿Qué masa de vapor que inicialmente está a 120°C se necesita para calentar 350g de agua y su recipiente de aluminio de 300g de 20°C a 50°C? 
respuesta: 21g

9) Un bloque de 40g de hielo se enfría a -78°C. Se agrega a 560g de agua en un calorímetro de cobre de 80g a una temperatura de 25°C. Determine la temperatura final (se derrite todo). Recuerde que el hielo debe primero calentarse a 0°C, derretirse y luego continuar calentándose como agua.
respuesta: 16°C

10) Teniendo vapor a 100°C, se le agrega hielo a 0°C. Encuentre la temperatura final cuando la masa de vapor es de 10g y el hielo es de 50g.
respuesta: 40°C

11) Un cubo de hielo de 40g flota en 200g de agua en una taza de cobre de 100g; todos están a 0°C. Una pieza de plomo a 98°C se deja caer en la taza, y la temperatura final de equilibrio es de 12°C. ¿Cuál es la masa de plomo?
respuesta: 2,3kg


            Sustancia                                                                  C(J/kg°C) 
              oro                                                                               129
              aluminio                                                                      900
              agua                                                                           4186
              vidrio                                                                           837
              plomo                                                                          128
              vapor                                                                         2010
              plata                                                                            234
              cobre                                                                           387
              acero                                                                           460
              hierro                                                                          448
              hielo                                                                          2090