Actividad 1. Aplicaciones de la termodinámica

Actividad 1. Aplicaciones de la termodinámica

Sabes que la energía fluye entre los sistemas y que este flujo se da en primera instancia por un gradiente térmico, donde el calor se dirige del sistema con mayor temperatura al de menor temperatura. Ahora aplicarás lo que has estudiado sobre la energía en forma de calor en esta unidad.
 
Lee cada una de las siguientes situaciones donde hay flujo de calor. Realiza los cálculos necesarios (incluye su desarrollo) y responde lo que se te solicita con base en ellos.

Es importante mencionarte que los datos cambiarán cada vez que ingreses a la actividad, por lo que te sugerimos tomar nota de ellos. Es indispensable que registres los datos asignados por la plataforma, de lo contrario no será posible evaluar tu actividad.

1. Después de varias horas de sueño en las que permaneces cobijado, al despertar tu temperatura corporal es de: 37 °C, pero en tu habitación la temperatura es diferente, dado que hay una masa de aire a 17 °C. Cuando te levantas hay un intercambio de energía entre tu cuerpo y el medio ambiente, pero:

1. ¿Quién gana calor?
2. ¿Cuál es la magnitud de la ganancia?
3. ¿Cuál es la temperatura del equilibrio térmico?

Considera que tu masa corporal es de 63 000 g, la masa de aire de tu habitación es de 20687.92 g, el calor específico del aire es de 0.24 y el del cuerpo humano 0.83 [pic 1] .[pic 2]

1. El calor se transmitirá del cuerpo humano que está a 35 °C al aire de la habitación que está a 17°C.

El aire es el que gana calor.

1. Magnitud de ganancia.

Aplicamos la ecuación para ambos cuerpos y sustituimos: [pic 3]

Aire (Calor absorbido): [pic 4]

Cuerpo humano (Calor cedido): [pic 5]

Se igualan las ecuaciones:

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

Sustituimos el valor en las ecuaciones.

Aire (Calor absorbido): [pic 13]

Cuerpo humano (Calor cedido): [pic 14]

La poca diferencia de los valores es debido a los decimales en uso.

1. Temperatura del equilibrio térmico:

33.4390°C

1. Después de levantarte y bañarte decides planchar tu ropa que se encuentra en una habitación con una temperatura de 23 °C. Como es una prenda delicada, programas la plancha en un punto muy bajo, a la misma temperatura que la ropa. ¿Cuánto calor hay entre la ropa y la plancha? ¿Quién transfiere la energía?

[pic 15]

Respuestas:

• El calor que se encuentra entre los dos es de 23°C mismos a los que están sometidos la ropa y la plancha.

• No existe una transferencia de energía debido a que ambos están a la misma temperatura.

1. Para desayunar preparas café soluble en 600 ml de agua (1000 ml =1000 g de agua) a 92 °C. Si tomas 200 ml en una taza, a la cual le añades 25 gde agua a 15 °C para disminuir su temperatura:

1. ¿Cuál es la temperatura final del café? Considera que el calor específico es el mismo para el agua y para el café preparado.
2. Los 400 ml restantes del café preparado los vacías en un termo y como se ha enfriado un poco mientras desayunabas ahora tiene una temperatura de 89 °C. Al mediodía, cuando tomas tu café en el almuerzo te das cuenta de que tiene la misma temperatura. ¿Por qué se mantuvo la temperatura del café preparado en el termo?

A  Aplicamos la ecuación [pic 17][pic 16]

Sustituimos los valores.

Agua (Calor absorbido): [pic 18]

Café (Calor cedido): [pic 19]

Igualamos las ecuaciones.

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