Cantidad De Calor

CANTIDAD DE CALOR

UNIDADES DE MEDICION

La caloría (cal) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en c (de 14.5c a 15.5c).

La kilocaloría (Kcal) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un kilogramo de agua en grados Celsius (14.5c a 15.5c).

La unidad térmica británica (Btu) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra (Ib) de agua en grado Fahrenheit (63F a 64F).

Las unidades mencionadas se relacionan mediante las siguientes equivalencias:

1 joule (J) = 0.2389 cal = 9.481x 〖10〗^(-4) Btu = 0.7376 Ft Ib

1kcal = 4186 joule = 3.96968 BTU = 3087 Ft Ib

1cal = 4.186 J

Realize los siguientes ejercicios:

200 J a cal

200 J (0.2389 cal/ 1 J) =200/4.186= 47.77 cal

540 cal a J

540 cal (4.186 J/ 1 cal) = 2260.44/1 =2260.44 J

84 cal a Btu

84 cal (3.968 Btu/1000 cal) =.333 Btu = 3.33 x 〖10〗^(-1) Btu

1000 Kcal a J

1000 Kcal (4186 / 1 Kcal) =4 186000/ 1 = 4 186 000 J

CALOR ESPECÍFICO

FORMULA:

Calor especifico = Q/mT

Donde:

Q= energía calorífica (J, cal, Kcal, Btu)

M= masa (g, kg, Ib)

T= variación de temperatura (C, F, K)

¿Qué sustancia requiere un suministro mayor de calor, agua o alcohol etílico, para llevar una misma cantidad de cada sustancia a la misma temperatura? ¿Por qué?

R= Agua porque tiene mayor calor especifico

¿Cuál sustancia requiere mayor cantidad de calor en 200g de hierro o 243.018g de cobre, para elevar su temperatura hasta 100c si las dos sustancias se encuentran inicialmente a 25c? ¿Por qué?

Datos: Sustitución y resultado para 200 g de hierro:

m= 200 g Q= (200 g) (0.113 cal/ g ° C) (100- 25) °C

T_2= 100  C Q= 1695 cal

T_1= 25 C Sustitución y resultado para 243.018 g de cobre:

Cp= 0.113 Q= (243.018 g) (0.093 cal/ g ° C) (100- 25) °C

Q= ? Q= 1695.05 cal

Si se desea hervir 3 kilogramos de agua, ¿Qué cantidad de calor se requiere para elevar su temperatura de 20c hasta 100c? Da el resultado en Cal y Kcal.

Datos: Sustitución y resultado

m= 3 Kg Q= (300 g) (1.00 cal g °C) (100-20) °C

T_2= 100 °C Q= 240000 cal

T_1= 20 °C Q= 2.4 x 〖10〗^5

Cp= 1.00 cal g °C Q= 240000 cal= 4.186 J/1 cal= 1 J/4186 cal

Q: ? Q= 240 cal = 2.40 x 〖10〗^2

¿Cuánto calor en J cede 50g de plomo cuando este se enfría de 95c a 25c?

Datos: Sustitución y resultado

m= 50 g Q= (50 g) (0.031 cal g °C) (95- 25) °C

T_2= 95 °C Q= -108.5 cal

T_1= 25 °C Q= 1.085 x 〖10〗^2

Cp= 0.031 cal g °C Q= 108 cal x 4.186/ 1 cal

Q=? Q= 454.18 J

EQUILIBRIO TERMICO

Cuando hace mucho calor, algunas personas toman agua con hielo. Si a un vaso le agregan 250ml de agua que está a 20c y dos cubos de hielo de 25g cada uno que se encuentra a 0c, ¿a qué temperatura se toma el agua una vez que el hielo se fundió completamente? Imagina que no hay ningún otro cambio de calor.

Datos: Sustitución y resultado:

m_hielo= 25 g (250 g) (1 cal/ g °C) (T_e-20 °C)= (50 g) (0.50 cal/g °C) (0-T_e)

T_hielo= 0 °C (250 cal °C) (T_e- 20 °C) = (25 cal/ °C) (0-T_e)

〖Cp〗_hielo= 0.50 cal/g °C 250 cal/ °C T_e- 5000 cal=cal-25 cal/ °C T_e

T_e= ? 250 cal/ °C T_e+25 cal/ °C T_e= 3000 cal

m= 250 275 cal/ °C Te= 5000 cal

T_agua: 20 °C T_e= 18.18 cal

〖Cp〗_agua= 1 cal/g °C T_e= 1.81 x 10

Antes de empezar a trabajar Javier se prepara café con leche en un termo. Al equivalente de 120g de café a una temperatura de 90c le agrega leche a 3c que saca del refrigerador. Él quiere que la temperatura del café con leche sea de 70c ¿Cuánta leche debe agregarle al café igual al del agua?

(m_leche) (1.028 cal/g °c) (70-3) °C = (120g) (1cal/g °C) (90-70) °C

m_leche (68.87cal/g) = 2400cal

m_leche = 2400cal/ 67.88cal/g

m_leche= 34.848=13.48x10

CALOR LATENTE DE VAPORIZACION

L_v=Q/m Por tanto Q=L_V m

Donde:

L_v= calor latende de vaporización (J/Kg, cal/g, Btu/ Ib)

Q= calor necesario para el cambio de fase

M= masa de la sustancia

Uno de los mejores orfebres de Taxco, guerrero, desea hacer unos hermosos aretes de plata. Cuenta con 8 gramos de metal. ¿Qué calor requiere para fundir la plata si se encuentra a una temperatura inicial de 23c?

Datos: Solución:

m=8g a)= mCp= (8gr) (0.056 cal/g °C) (960.8-23)

T_1=23°c Q= 40.13 cal Q= 4.203x〖10〗^(-3)

Cp=0.056cal/g °c b) Q= L_fm= (21cal/g) (8gr)

L_f=21cal/g Q=168cal

T_2= 0°c Q= 1.68x〖10〗^(-2)

Q=?

Para hacer una espada, José necesita 1 kg de hierro ¿Cuál es la temperatura a la cual se empieza a fundir el hierro? ¿Cuánto calor requiere cada gramo de hierro

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