Calorimetría: ejercicios de mezclas
(4º ESO)
Conocimientos previos: Calor y temperatura
1- Una cazuela de metal de 500 g se enfría desde 92,4 ºC hasta 18 ºC, cuando se sumerge en un litro de agua que está a 10ºC. Calcula el calor específico del metal.
Dato: Calor específico del agua = 4180 J/(kg.ºC).
2- Se mezclan tres litros de agua que se encuentran a 24ºC con dos litros que están a 40ºC. Calcula la temperatura final de la mezcla, sabiendo que la densidad del agua es de 1000 g/l y su calor especifico es de 1 cal/g.ºC.
3- Para determinar el calor específico del cobre, calentamos un cilindro de 0, 5 kg de este material, hasta una temperatura de 100ºC. A continuación lo introducimos en un calorímetro que contiene 0,75 kg de agua a 15ºC. Una vez alcanzado el equilibrio térmico, la temperatura que marca el termómetro del calorímetro es 19,7 ºC. Sabiendo que todos los elementos del calorímetro (termómetro, agitador y vaso) captan la misma cantidad de calor que 0,05 kg de agua (: equivalente en agua del calorímetro), calcula el calor específico del cobre. El calor específico del agua es 4180 J/kg.ºC
4- Una pieza de cobre de 50 g que se encuentra a 80 ºC, se introduce en 100 g de agua a 25ºC. Suponiendo que no hay pérdidas de calor, calcula la temperatura final de la mezcla. El calor específico del agua es 4180 J/kg.ºC y el del cobre 390 J/kg.ºC.
5- Se sumerge un bloque de hierro de 3 kg que está a 150ºC en 3 litros de agua, a la temperatura de 10 ºC. ¿Qué temperatura adquirirá el conjunto?.
El calor específico del agua es 4180 J/kg.ºC y el del hierro 472 J/kg.ºC.
6- Disponemos de un tornillo de aluminio de masa 424g, que se encuentra a una temperatura de 94ºC. Si lo introducimos en un calorímetro que contiene 100g de agua a una temperatura de 18ºC, determina:
a) La temperatura de equilibrio.
b) La cantidad de calor intercambiado.
Datos: Calor específico del agua: 4180 J/Kg·ºC; del aluminio; 899 J/Kg·ºC.
7- En un calorímetro se introduce un cubito de hielo de 8 gramos a 0ºC y 50 cm3 de agua a 27ºC. ¿Cuál será la temperatura de equilibrio, considerando despreciable el calor absorbido por el calorímetro?.
Datos: Calor latente de fusión del hielo: 335 kJ/kg; calor especifico del agua: 4180 J/(kg.ºC).
8- Se desean enfriar 4 kg de agua que están a 50 ºC, con agua a 20ºC, para que la mezcla tenga una temperatura de 32 ºC. ¿Cuánta agua hay que añadir?.
9- Queremos obtener 140 litros de agua a 38ºC, mezclando agua a 18ºC con agua a 88ºC. Calcula el número de litros que hay que mezclar de cada una. Cagua = 4180 J/(kg.ºC).
10- Queremos preparar un baño templado de 50 litros de agua a 40ºC. Si el agua del calentador está a 70ºC y el agua corriente a 15ºC, ¿qué cantidad hay que utilizar de cada una?.
11- Se mezclan 200 g de agua a 30ºC con 3 kg de hielo a –20ºC. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio?.
12-Se mezclan 400 g de agua a 40ºC con 900 g de hielo a –5ºC. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio?. ¿Qué cantidad de hielo funde?.