calorimetria_3h

FISICA QUINTO GRADO

C.E. "NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO" RELIGIOSAS DOMINICAS DE LA INMACULADA CONCEPCIÓN CHICLAYO

APRENDIZAJE ESPERADO: Resuelve problemas de calor y temperatura aplicando correctamente los conceptos de calorimetría.

1. Un termómetro en escala F, por error de 2. Un cable de cobre tiene 100 m de largo en invierno cuando la fabricación su escala marca 220 º F para temperatura es de 5 º C ¿Cuál es la la ebullición del agua y 0 º F para la longitud ( en m) del cable , en verano congelación del agua ¿Cuál será el valor cuando la temperatura es de 25 º C? en que éste termómetro masque una a. 100,032 b. 100,64 c. 200,76 d. 200,18 lectura correcta? a. 154 º b. 176 º c. 149 º d. 180 º 3. Un alambre se dilata 24 cm al ser 4. Una placa cuadrada de 10m de lado es calentado en 40 º C . ¿En cuántos grados calentada desde 20 º a 220 º C. ¿En adicionales debió calentarse para que su cuántos metros cuadrados se habrá dilatación hubiese sido 6 cm mayor? dilatado su superficie? a. 0,18 b. 0,36 c. 0,64 d. 2,28 a. 20 º b. 30 º c. 40 º d. 50 º 5. Para qué temperatura centígrada será la lectura de un termómetro Fahrenheit numéricamente igual al doble de la lectura de un termómetro centígrado, si ambos termómetros se encuentran en el mismo ambiente.

6.

a. 120 º C b. 140 º C c. 160 º C d. 180 º C

Un matraz de vidrio pyrex ( = 0,9 .10 -5 º C-1 ) se llena completamente con 50 cm3 de mercurio ( = 1,8 .10 -4 º C1 ) a 20 º C. Qué volumen ( en cm3)de mercurio se derramará si el conjunto se calienta uniformemente hasta 60 º C? a. 0,342 b. 0,36 c c. 0,018 d. 0,378

7. El área de un atapa es de 100 cm 2 (α = 5.10-5 º C-1). Hallar el incremento de temperatura que debe experimentar para que pueda cubrir el agujero de 100,2 cm2 a.20 º b. 30 º c. 40 º

8.

Calcular la cantidad de calor (en cal)necesario para elevar la temperatura de 200 g de aluminio de 10 º a 40 º C a. 1200 b. 1320 c. 1450 d. 1640

d. 50 º

9. Qué variación experimentará la 10. Un recipiente de aluminio de 300 g temperatura de un masa de 240 g de contiene 200 g de agua a 20 º C ¿Qué zinc que absorbe 450 cal? Si la calor ( en cal) se requiere para

temperatura inicial era -30º ¿Cuál es la temperatura final ( en º C )? a. -9,6 b. 9,6 c.-20,3 d. 20,3

calentar hasta 30 º el recipiente con el agua? El calor específico del aluminio es 0,22 cal /g º C a. 660 b. 2000 c. 2660 d. 1340

11. Se tiene 40 g de agua a 10º C y se 12. Qué cantidad de calor ( en cal) se mezcla con 60 g de agua a 90ªC , todo puede almacenar a 80º C cuando su en un recipiente de capacidad calorífica masa es 200 g (Ce = 0,1 cal/gºC) despreciable ¿Cuál es la temperatura b. 1200 b. 1400 c. 1600 d. 1800 final ( en ºC ) de la mezcla? a. 58 b. 60 c. 62 d. 64 13. Para obtener medio litro de agua a 80 º C se mezclan agua de 20 º C con agua de 100 º C. Determinar cuántos cc de agua a 100 º C fue usada? a. 275 b. 473 c. 375 d. 432

14. ¿Qué

masa de agua (en g)debe mezclarsecon2litros de agua a 4ºC para que la temperatura final sea 20º C? a. 200 b. 300 c. 400 d. 500

15. Se tiene un litro de agua hirviendo a 16. Se tiene un bloque de hielo a 0 º C. 100 º C ¿Qué cantidad de calor(Kcal) será Luego se entrega 200 calorías. ¿Qué cantidad de hielo (g) se descongela? necesario para vaporizarlo a 100 º C? a. 2 b. 2,5 c. 3 d. 3,5 a. 540 b. 680 c.1200 d. 880 17. Se tiene un balde lleno de agua a 0 º 18. ¿Qué cantidad de calor(Kcal)debe ceder medio litro de agua a 50 º C C, en ese instante el agua cede 280 calorías al exterior ¿Qué cantidad de para convertirse en hielo a 0 º C? agua (g)se convierte en hielo? a. 56 b. 78 c. 65 d. 84 a. 3 b. 3,5 c. 4 d. 4,5 19. Calcular la cantidad de calor (cal) que 20. Se tiene 200 g agua 50 º C , luego se le debe ganar un trozo de hielo de 20 g a agrega 50 g de hielo a -20 º C. Determinar la temperatura de -30º C para convertirlo en agua a 80 º equilibrio si el recipiente que lo C. contiene no gana ni pierde calor. a. 2500 b.3000 c.3500 d.4000 a. 22 b.28 c.32 d. 40 21. ¿Qué cantidad de calor (k cal) 22. Una masa de 200 g de hielo a 0 º necesita 150 g de hielo a 0 º C para C se quiere elevarla a la temperatura fundirse y llevarlo a 80 ººC? de 120 º C. Hallar la cantidad de calor a. 18 b . 20 c. 22 d.24 necesario. a.

146 112 b. 234 567 c.298 224 d. 406

388 23. Hallar

el calor (Kcal) que se debe 24. Calcular la cantidad de calor extraer de 20g de vapor de agua a 100 º (Kcal) necesario para transformar 19 C para condensarlo y enfriarlo hasta 20 g de hielo a 0 º C en vapor de agua a º C? 100 º C? a. 10,8 b. 12,4 c. 18,7 d. 16,5 a. 6,4 b . 7,2 c.

8,6 d. 9,3 25. Juan y Camila han construido cada 26. James Prescott Joule construye uno un termómetro. Juan ha considerado una nueva escala termométrica, en el cuál el punto de congelación del agua 100 º J para la temperatura de ebullición es 20 º J y el punto de ebulliciones 200 del agua y -20 º J para la congelación , º J. Si la temperatura ambiente es 20 º mientras que Camila ha considerado C ¿cuánto marca el termómetro de 680 º C para la ebullición y 500 º C para Joule? congelación del agua ¿Qué relación a. 48 º J b. 50 º J c. 52 º J d. 56 º J existe entre las dos escalas?

Rpta: 27. Un termómetro malogrado registra 28. Tres cantidades de una misma sustancia iguales a 3M , 2M y 5 M (en 100 º M para la ebullición del agua y gramos) a las temperaturas de 48 º C , -10 º M para la congelación del agua.

80 º C y 50 º C se mezclan ¿Cuál es la cuándo el termómetro malogrado o registre 3020 M ¿Cuál es la temperatura de equilibrio alcanzada? temperatura correcta en la escala Rpta: Celsius? a. 30,2º C b. 34,8 º C c. 36,36 º C d. 38,9 º C

29. Las temperaturas iníciales de “m”(A) , 30. Si la cantidad de calor necesario para “2m”(B) y “3m” (C) (en kg) son aumentar en 100 º C la respectivamente 30 ºC, 20 ºC y 10 ºC al temperatura de 10 kg de un metal mezclarse A y B la temperatura final es es 100 kcal ¿Qué cantidad de calor 25 º ; si se mezclan B y C la se disipa al medio ambiente? temperatura final es 14,5 ºC. Calcular (Ce= 0,085 cal/g º C ) la temperatura de equilibrio cuando se a. 5% b. 10% c. 15% d. 20% mezclan A y C ? a. 12 º C b. 15 º C

c. 18 º C d. 19 º C

a. Dos esferas del mismo material, de radios R (30 º C) y 2R (75 º C) : la primera de 800g y Ce= 0,2 cal/g º C Determinar la cantidad de calor(cal) transferida entre ellas a. 3200 b. 1600 c. 6400 d. 5600

Docente: Sadiht Córdova García Libros Consultados: Santillana 5to Grado Pérez Terrel Walter El Pre Universitario Física Universidad San Martín Porres Manual de Academias Pre Universitarias

Recuerda: Dilatación Lineal Material Coeficiente

(α ) ºC

Aluminio

2,4 .10 -5 ºC

-1

Cobre

1,7 . 10 -5 ºC

-1

Hierro

1.2 . 10 -5 ºC

-1

Vidrio

0,9. 10 -5 ºC

-1

Vidrio pirex

O,3 . 10 -5 ºC

-1

Acero

1,2 . 10 -5 ºC

-1

Latón

1,9 . 10 -5 ºC

-1

-1

Hallar incrementos: ∆ T ºC 1

Df =

( ) ºC

Coeficiente

Alcohol etílico

7,5 .10 -4 ºC

-1

Agua

1,5 . 10 -4 ºC

-1

Mercurio

1,8 . 10 -4 ºC

-1

Glicerina

5. 10 ºC

-1

Petróleo

9. 10 -4 ºC

-1

Aceite

6 . 10 -4 ºC

-1

Calor Específico (Ce)

-4

C=Q ∆T

Capacidad calorífica molar (Cm) Cm = Ce . M Temperatura de equilibrio Q+ = Q – Calor ganado = Calor perdido

Tf = Ce1 m1 T1 + Ce2 m2 T2 Ce1 m1 + Ce2 m2

Unidades: C= cal / ºC Ce = cal/gºC T, ∆T, Tf = ºC Q = cal m= g

∆F ºF = 1,8

∆K ºK 1

Do (1 +

∆T)

-1

Capacidad calorífica (C)

Ce = Q m ∆T

=

Fórmula de dilatación volumétrica en relación a su densidad.

Dilatación Volumétrica Material

Relación entres Escalas termométricas: Conversiones:

Hallar el % de incremento de longitud superficie o volumen: % ∆L = ∆L . 100% Lo

Cuadro de Calores Específicos (Ce) Calores Específicos Sustancia en cal/gºC Aluminio 0,22 Hierro 0,113 Latón 0,094 Alcohol etílico 0,6 Vapor de agua 0,528 Hielo 0,5 Vidrio 0,2 Mercurio 0,03 Plomo 0,031 Plata 0,056 Agua 1 Zinc 0,092 Aire 0,240 Acero 0,114 Oro 0,03 Cobre 0,093