1) Para quemar 700 calorías subiendo una montaña, una persona de 80 kg debe ascender aproximadamente 2,93 km. 2) Si se suministran 35 kcal de calor a 8 litros de etanol a 45°C, la temperatura inicial del etanol debió ser de aproximadamente 35,5°C. 3) a) La temperatura final de un sistema que contiene 500 ml de agua a 30°C y 25 g de hielo a 0°C será de aproximadamente 24,8°C. b) Si el sistema contiene inicialmente 250 g de hielo

1. Escuela Superior Politécnica del Litoral
Instituto de Ciencias Físicas
CALOR
1) 1.- Una persona de 80 Kg que intenta bajar de peso desea subir una montaña para quemar el
equivalente a una gran rebanada de pastel de chocolate tasada en 700 calorías (alimenticias).
¿Cuanto debe de ascender la persona?
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2) 2.- Se suminisha 35 Kcal de calor a 8
litros de etanol. Si la temperatura del líquido es de 45o
C , después de haberse alcanzado el equilibrio, ¿ Cu'ál era la temperatura inicial ?
RESPUESTA: 35.5"C
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2. 3) 3.- un calorímetro contiene 500 ml de agua a 30 "c y 25 gde hielo a 0o c.
a) Determine la temperatura final del sistema.
b) Repita el inciso a) si 250 g de hielo estián presentes inicialmente a 0"C.
RESPUESTA:24.8'C. OoC
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3. +
4) 4.- Un recipiente bien aislado contiene 0.8 L de agua a 2| C . ¿Curánto hielo debe de
introducirse en el recipiente para lograr que el agua tenga 8oC después de haber alcanzado el
equilibro térmico. Suponga que la temperatura del hielo es de OoC sin considerar la capacidad
calorífi ca del recipiente.
RESPUESTA: 109 e
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5) 5*- Dos objetos de masas Ma y Mb est¿ín hechos de distintos materiales Ay B . Cuando los
objetos absorben cantidades iguales de energía térmica, sus temperaturas aumentan
en la
misma proporción. Los calores específicos de los materiales A y B se relacionan por:
a) Ca:Cb
b) Ca:(Ma / Mb)Cb
c) Ca:(Mb / Ma)Cb
d) Ninguna de las anteriores.
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4. 6) 6.- Un recipiente aislado térmicamente contiene 200 g de agua a20 "C. Se dejan caer dentro
de el cubos de hielo a 0"C . Si la masa total de hielo que se agregó al recipiente es M no
quedará hielo en el recipiente si:
a) 20g <M<50g
b) 50g <M<80g
c) 80g <M<160g
d) tanto b) como c) son correctas
e) tanto a) como b) son correct¿s
RESPUESTA: d
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7) 7.- Un recipiente aislado térmicamente contiene 100 g de hielo a 0"C . Se vierte aguraa4}
oC en el recipiente y su contenido. Todo,el hielo se fundirá si la cantidad de agua agregada es
a) más de 40 g
b) mrís de 100 g
c) más de 200 g
d) más de 800 g
RESPUESTA: C
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5. S) 8.-Un calorimetro de 50 g de aluminio contiene agua a una temperatura de 30"C . Cuando se
introducen 80 g de cobre a una temperatura de 70oC , la temperatura fitral de equilibrio que se
alcanza es de 37oC. ¿ Que cantidad de agua había en el recipiente del calorímetro.
RESPUESTA: 25 G
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9) 9.- En el interior de un calorímetro se coloca un 1 g de hielo a una temperatura de -20"C .
Posteriormente el hielo se convierte en vapor hasta alcanzar la temperatura de 1 10 'C.
a) Determine la energía necesaria que se le tuvo que dar al hielo para que adquiera dicha
temperatura.
b) Dibuje la curva de Temperatura vs Calor para dicho gramo de hielo.
RESPUESTA: 734.9 CAL
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6. l0) 10.- Se vierten 25A g de Pb derretido a su punto de fusión sobre un bloque de hielo de 50g
en un recipiente de cobre con una masa de 10g . La temperatura del hielo y del recipiente de
cobre es -30"C al principio. El reeipiente de cobre esta aislado térmicamente de sus
alrededores . Cu¿il es la composición final y la temperatura final del sistema.
Lpb:5.9 caUg
Lhielo:80 caVg
Tpb:327 "C
Cpb:0.03lcal/ goC
Cc:0.094 cal I g"C
Ch:0.5 cal lg"C
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11) 11.- El conde Rumford pesó un objeto de metal abaja temperatura y después a elevada
temperatura para ver si aumentaba su contenido de calorífico. Llegó a la conclusión de que
(para el oro ) el calorífico no pesaba mas de 10 E-6 veces el peso de la muestra.
a) De acuerdo con las teorías modernas ¿ debería aumentar la masa al calentarla?
b) De ser así ¿ en que orden de magnitud?
RESPUESTA: Si
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13) 13--Dos alambres A y B tienen longitudes idénticas y sección circular. El radio de A, Ra es el
doble que el radio de B, Rb, . Para una diferencia determinada de temperatura entre los dos
extremos, a¡nbos alambres conducen calor con la misma rapidez. La relación entre sus
conductividades térmicas es:
a) Ka:2Kb R.o. LR6 La'Ls'L
b) Ka:4Kb H^. R.
c) Ka:Kb/4
d) Ka:Kb /2 [-{s* -(A^ 4r Fs. .'K* An AT-
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7. 14) 14.- Un cubo de 50 g de hielo se coloca en una copa pequeñ4 sobre una varilla de aluminio
de 4 cm de diámetro y 12 cm de longitud cuyo extremo inferior está en contacto con agua
hirviendo. Detennine el tiempo que se necesitaná para que se finda completamente elhielo.
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15) 15.- Una ventana de cristal térmico de 6 r* de áxeaestá construida con
dos hojas de vidrio,
cada una de 4 mm de espesor separadas por un espacio de aire de 5
mm. Si el interior está a
2A"C y el exterior a -30"C , ¿Cual es la pérdida deialor a través de la ventan?.
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8. i6) 16.- Un tubo de vapor se cubre con un material aislante de 1.5 cm de espesor y 0-2
callcm"Cs de conductividad térmica. ¿ Cuánto calor se pierde cada segundo cuando el vapor
está a 200"C y el aire circundante se encuentra a 20"C? El tubo tiene una circunferen cia d€ 20
cm y una longitud de 50 m. Ignore las pérdidas a través de los extremos del tubo.
RESPUESTA:2.4E 6 calls
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l7) 17.- Una caja de estireno tiene un área de superficie
de 0.8 mt y un espesor de pared de 2
cm. La temperatura interior es de 5"C y la exterior de 25'C. Si son necesarias 8h para que
5Kg de hielo se fundan en el recipiente, determine la conductividad térmica del estireno.
RESPUESTA: K: 7.28 2 WmoC
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9. 18) 18.- una estufa solar se compone de un espejo reflectante
curvo que concentra laluz salar sobre el objeto que se quiere
calentar. La potencia solar por unidad de érea que llega a la
tierra en alguna localidad es de 600 wlm2 y la estufa tiene un
di¡ímetro de 0.6 m . Suponiendo que el 40yo de la energía
incidente se convierte en energía térmica, ¿ Cuánto tiempo
tardaría en hervir completamente 0.5 litros de agoa
inicialmente a 20"C? Ignore la capacidad calorífica del
recipiente.
RESPUESTA: 19122.17 16 s
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19) Un estanque cuya agva estii a OoC se cubre con una capa de hielo de 4 cm de espesor. Si la
temperatura del aire permanece constante en -10oC . ¿ Curánto tiempo transcurrirá antes de
que el espesor del hielo sea de 8 cm ?
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RESPUESTA: 11.1 H
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10. g,z L
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20) A1 pintar la punta de la Torre de Sears en Chicago (a 443 m de altura), un trabajador
deja
-
caer sin querer una botella de agua de 1.00 L. La botella cae en unos arbustos
y no se rompe.
Si una cantidad de calor igual llamagnitud del cambio de energía mec¿inica del agua pasa al
agua, ¿Cuánto aumentará su temperafrxa?
R: 1.04 oC
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1¡¡ l,,a: r I r r-ta)
21) Cuando hace frío, un mecanismq importante de pérdida de calor del cuerpo humano es la
energía invertida en calentar el aíre que entra en los pulmones al respirar.
oC,
a) En * diu de invierno ártico a -40 ¿cruánto calor se necesita para calentar a temperatura corporal
tiZ.C) los 0.i0 L de aire intercambiados en cada respiración? Suponga que el calor especifico del aire es
1020 J/K y que 1.0 L de aire tiene una masa de 1.3*10-' kg
b) ¿Cu.into calor se pierde por hora si se respira 20 veces por minuto?
R: 51 J, 6.1*10* J
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ti*-*^-rí-

11. '
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22) Un lingote de plata de 5.00 kg se saca de un horno a 850 oC y se coloca sobre un bloque de
hielo grande a 0 oC. Suponiendo que todo el calor cedido por la plata se usa para fundi, el
hielo, ¿cuánto hielo se funde?
R: 2.98 kg
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30 oC. Cuando se
23) Un calorímetro de 50.0 g de aluminio contiene agu¿I a una temperatura de
de equilibrio
introducen g0.0 g de cobre a una temperatura de 70.0 "C, la temperatura final
qu€ se alcanza*r 37 "C. ¿Qué cantidad de agua había en el recipiente del calorlmeÍo?
R:25 g
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