1r ciclo ejercicios de Termodinamica sin resolver

[ukumari]

hola, bueno posteo es hilo para saber si me pueden dar una mano en estos ejercicios, los cuales no eh podido resolver por mi bajo conocimiento en el tema.
Post: la pagina donde los baje me da la solucion, pero no el proceso, ni las formulas que debo aplicar.Se les agradeceria su ayuda.

1º A una sartén de acero de 300 g de masa se le aumenta la energía interna en 200 J:
a) ¿Qué aumento de temperatura se produce?
b) Si su temperatura inicial es de 25 ºC, ¿Cuál será la temperatura final?
Dato: Calor específico del acero 450 J/kg·K.
Sol: a) 1.48 ºC; b) 26.48 ºC.

2º ¿Cuanto aumenta la energía interna de 500 g de agua si se aumenta su temperatura
de 50 ºC a 60 ºC? Sol: 20900 J.
3º Un cubito de hielo de 30 g de masa se encuentra a –5 ºC. Calcula la energía que
hay que comunicar para que se pase al estado líquido.
Datos: Hielo Lf = 334.4 J/g. ce = 2.13 J/g·K.
Sol: 10351.8 J.
4º Se pone en contacto 500 g de agua a 10 ºC con 500 g de hierro a 90º C. Calcula la
temperatura a la que se produce el equilibrio térmico.
Datos: Hierro ce = 0.489 J/g·K.
Sol: 18.38 ºC.
5º Se quiere fundir 1 kg de hielo a 0 ºC echando agua a 60 ºC. ¿Qué cantidad de agua
se necesita?
Datos: Hielo Lf = 334.4 J/g.
Sol: 1333.3 g.
6º ¿Qué energía desprenden al aire 10 g de vapor de agua que se condensan en una
ventana?
Datos: Vapor Le = 2257 J/g
Sol: 22570 J
7º ¿Cuánto calor hay que transferir para fundir una barra de hierro de masa 10 kg que
se encuentra a 0 ºC?
Datos: Temperatura de fusión del hierro 1535 ºC, Lf = 25.080 J/g, ce = 0.489 J/g·K.
Sol: 7756950 J
8º En un experimento se suministran 5820 J de energía en forma de calor y esto eleva
la temperatura de un bloque de aluminio 30 ºC. Si la masa del bloque de aluminio
es de 200 g, ¿cuál es el valor del calor específico del aluminio?
Sol: 1.03 J/g·K.
9º A una mezcla formada por 30 g de agua y 60 g de alcohol (ce = 2.45 J/g·K) a 45 ºC
le echamos 90 g de glicerina (ce = 2.43 J/g·K) a 10 ºC y esperamos hasta que
alcance el equilibrio térmico. Calcula:
a) La temperatura final de la mezcla.
b) La cantidad de calor cedido por cada una de las sustancias.
Sol: a) 29.41 ºC; b) El agua –1955 J, el alcohol –2292 J y 4247 J la glicerina.
10º Ponemos en contacto 1 kg de agua a 60 ºC con 200 g de hielo (Lf = 334.4 J/g.
ce = 2.13 J/g·K) a –10 ºC. Calcula la temperatura final de la mezcla. Sol: 35.82 ºC.

Si pueden resolver algunos de ellos porfa posteen como y si desean mas ejercicios aca les dejo el link de donde lo descargue.

http://www.juliweb.es/fisica/ejercic...modinamica.pdf

[rowley]

Re: ejercicios de Termodinamica sin resolver

ya resolvi los primeros 2 problemas, esos resultados que te dan estan correctos, te dare una pequeña ayuda para que puedas resolverlos tu estan muy sencillos

el aumento de la energia interna = masa*calor especifico del sistema* la diferencia de temperatura (t2-t1) de aqui despejas la temperatura 2 que seria la final la cual te pide el 1er problema, no se te olvide verificar que las unidades concuerden

[ukumari]

Re: ejercicios de Termodinamica sin resolver

gracias tio, la nro si lo pude resolver, en la 2 tengo una duda, pues no se como se pasa de J/kg*K a J/kg*C. si solo debo sumar lo 273 o q¿?
y lo otro es iguala decir 2kcal -> a 2000cal?

Gracias y se te agradeceria si pudieras ayudarme mas xD.

Post: porfa no vallas a pensar: bruto de miercoles. lo pregunto pues como dije antes sopy muy nuevo en esto y recien estoy aprendiendo las pautas.

[[Beto]]

Re: ejercicios de Termodinamica sin resolver

Hola

gracias tio, la nro si lo pude resolver, en la 2 tengo una duda, pues no se como se pasa de J/kg*K a J/kg*C. si solo debo sumar lo 273 o q¿?

No, eso no lo transformes ... solamente usa la temperatura pero en Kelvins, es decir sumarle lo que dices a la temperatura.

y lo otro es iguala decir 2kcal -> a 2000cal?

Si

Post: porfa no vallas a pensar: bruto de miercoles. lo pregunto pues como dije antes sopy muy nuevo en esto y recien estoy aprendiendo las pautas.

Tranquilo, acá todos estamos aprendiendo (a diferentes niveles claro).

[lucass]

Re: ejercicios de Termodinamica sin resolver

hola. Este es mi primer post acá, así que disculpas por como pongo las formulas.
Los problemas que tenes ahí son todos muy similares, yo diría de calorimetría.
Del problema 3 al último, se trabajan todos con las mismas ecuaciones, que son las que definen el calor específico de una sustancia Q=m*c*(t2-t1) (que la usas cuando la sustancia no cambia de fase) y la que define el calor latente de la sustancia Q=m*L (que se usa para calcular el calor en los cambios de fase)
(Ojo, c es el calor específico, m la masa, Q el calor, t2 la temp. final, t1 la inicial, y L el calor latente de transformación)
Respecto de las unidades, el calor especifico es numéricamente igual expresado en J/kg*K o J/kg*C puesto que lo que interesa son los cambios de temperatura, y éstos son iguales tanto en celsius como en kelvin. Con lo cual podes trabajar con la temperatura en la escala que quieras (es mas sencillo trabajar en celsius asi no tenes que agregar cálculos innecesarios. Igual pegate una leida a la teoría para ver por qué esto es así, pero lo podes comprobar facilmente: por ej, si la sustancia va de 50ºC a 60ºC el cambio de temperatura t2-t1 es de 10ºC. Pero 50ºC=323K y 60ºC=333K y por tanto (t2-t1)=10K)
En los problemas donde aparecen mas de una sustancia (4,5,9 y 10) además de las ecuaciones anteriores se utiliza la siguiente: |Qabs|=|Qced|
lo cual quiere decir que el calor absorbido por las sustancias a menor temperatura es igual al calor cedido por aquellas a mayor temperatura (las barras en la ecuación son porque ésta se cumple solo con los valores absolutos, puesto que cualquier calor cedido te dará negativo y cualquier calor absorbido positivo)
Por último, un detalle respecto de los primeros dos problemas. Si bien éstos se resuelven también con las mismas ecuaciones, aparece la "energía interna" de la sustancia y por éste motivo conceptualmente son distintos. Supongo que habrás visto algo del primer principio de la termodinámica. La cuestión es que en esos problemas ese cambio en la energía interna se debe unicamente a una transferencia de calor (se desprecia el trabajo que pueda hacer o recibir la sustancia en ambos problemas) y por tanto en Q= m*c*(t2-t1) podes cambiar directamente q por "variacion de energia interna" (chequeate la teoría para esto también, pero resolverlos es igual que lo otros)

Por si seguis en bolas te tiro una punta para el problema 9: tenes tres sustancias, agua y alcohol a 45ºC y glicerina a 10ºC. EL agua y el alcohol son los que van a ceder calor por estar a mayor temperatura. Además ninguna de las sustancias cambia de fase entre esas temperaturas. Así, hay que plantear |Qabs|=|Qced| de la siguiente forma
Qg el calor absorbido por la glicerina es Qg=mg*cg*(tf-tg) donde mg es la masa de la glicerina, cg su calor específico, tf la temp final y tg la temp inicial de la glicerina, o sea
Ésta es la única que absorbe calor
El calor que cede el agua es Qa=ma*ca*(tf-ta)=30(g)*4,18 (J/g·ºC)*(tf-45ºC) (ojo que este numero es negativo porque tf va a ser menor que 45 obviamente. 4,18 J/g·ºC es el calor especifico del agua)
El calor que cede el alcohol, igual que antes Qal=mal*cal*(tf-tal)=60*2,45*(tf-45) (no puse unidades. Este numero tambien es negativo)
Entonces planteás |Qabs|=|Qced| y queda
|Qg|=|Qa|+|Qal|
mg*cg*(tf-tg)=|ma*ca*(tf-ta)|+|mal*cal*(tf-tal)|
90*2,43*(tf-10)=30*4,18*(45-tf)+60*2,45*(45-tf)
es ese último paso saqué las barras de valor absoluto porque hice positivo el termino negativo, quiero decir, |m*c*(tf-45)|=m*c*(45-tf) porque sabemos que tf es menor que 45, y tanto m como c son positivos. Y bueno, de esa última ecuación solo te queda despejar tf que es la incógnita, y da el resultado que te dice ahí. Eso te queda para vos, y ponele las unidades.
Bueno hice un poco de lío con las ecuaciones pero es que estoy apurado. Creo que esta todo bien, fijate que onda. Espero que se haya entendido y que te sirva.
Suerte!