Control 5 Fisica

Calor

Paola Sanhueza

Física

Instituto IACC

01 de diciembre 2013

Desarrollo

1. ¿Cuántos joules se necesitan para calentar 500 g de agua, desde 20 °C hasta 100 °C?

Ti = 20°C = 293° k

Tf = 100° C = 373° k

M= 0.5 kg

Q = cantidad de calor en joules.

Q = m * ce ( Tf – Ti ) donde ce es el calor específico del agua 4181.3 J/( kg *k)

Q = 0.5 kg * 4181.3 J/(kg* k) (373 k -293k)

Q = 0.5 kg* 4181 .3 J/kg*k) 80k

Q = 167252 J

2. ¿Qué cantidad de calor es necesario suministrar a un trozo de hierro de 36 kg para que su temperatura suba 300 °C?

Dato: Ce Hierro = 0,12 cal/gr. °C

Q = 0,12 cal/gr. °C x 36 Kg x 300 °C

Q = 0,12 cal/gr. °C x 36.000 gr. x 300 °C

Q = 1.296.000 cal

3. Explique la siguiente frase con sus propias palabras y luego exprésela en una ecuación: “En toda transformación entre calor y trabajo, la cantidad de calor entregada a un sistema es igual al trabajo realizado por el sistema más la variación de su energía interna”.

R: . La primera ley de la termodinámica da una definición precisa del calor, otro concepto de uso corriente.

Cuando un sistema se pone en contacto con otro más frío que él, tiene lugar un proceso de igualación de las temperaturas de ambos. Para explicar este fenómeno, los científicos del siglo XVIII conjeturaron que una sustancia que estaba presente en mayor cantidad en el cuerpo de mayor temperatura fluía hacia el cuerpo de menor temperatura. Según se creía, esta sustancia hipotética llamada calórico era un fluido capaz de atravesar los medios materiales. Por el contrario, el primer principio de la termodinámica identifica el calórico, o calor, como una forma de energía. Puede convertirse en trabajo mecánico y almacenarse, pero no es una sustancia material. Experimentalmente se demostró que el calor, que originalmente se medía en unidades llamadas calorías, y el trabajo o energía, medidos en julios, eran completamente equivalentes. Una caloría equivale a 4,186 julios.

El primer principio es una ley de conservación de la energía. Afirma que, como la energía no puede crearse ni destruirse (dejando a un lado las posteriores ramificaciones de la equivalencia entre masa y energía) la cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor más la cantidad de energía transferida en forma de trabajo sobre el sistema debe ser igual al aumento de la energía interna del sistema. El calor y el trabajo son mecanismos por los que los sistemas intercambian energía entre sí.

En toda transformación entre calor y trabajo la cantidad de calor entregada a un sistema, es igual al trabajo realizado por el sistema, más la variación de su energía interna.

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