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Ejemplo.
Un lingote de 0.050 kg de metal se calienta a 200.0 ° C y después se deja caer
en un calorímetro que contiene 0.4...
Ejemplo:
Un vaquero dispara una bala de plata con una rapidez de 200 m/s en la pared de pino de una
cantina. Suponga que t...
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Una mujer de 55.0 kg ingiere una dona de jalea de 540 Calorìas (540 kcal) en el
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Ejemplos y Problemas

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Ejemplos resueltos y problemas de tarea correspondientes al tema "Primera Ley de la Termodinámica".

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Ejemplos y Problemas

  1. 1. Ejemplo. Un lingote de 0.050 kg de metal se calienta a 200.0 ° C y después se deja caer en un calorímetro que contiene 0.400 kg de agua inicialmente a 20.0 ° C. La temperatura de equilibrio final del sistema mezclado es 22.4 ° C. Encuentre el calor especifico del metal. Solución. 𝑚 𝑤 𝑐 𝑤 ( 𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) = − 𝑚 𝑥 𝑐 𝑥 (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) 𝐶 𝑥 = 𝑚 𝑤 𝑐 𝑤(𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) 𝑚 𝑥(𝑇𝑥 − 𝑇𝑓) ó 𝐶 𝑥 = − 𝑚 𝑤 𝑐 𝑤(𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) 𝑚 𝑥(𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) 𝑐 𝑥 = − (0.400 kg)(4,186 J Kg °C )(22.4 °C − 20 °C) (0.050 kg)(22.4 °C − 200 °C) 𝑐 𝑥 = 453 J Kg °C El valor más cercano de 𝐶 𝑥 en la tabla de valores específicos corresponde al hierro.
  2. 2. Ejemplo: Un vaquero dispara una bala de plata con una rapidez de 200 m/s en la pared de pino de una cantina. Suponga que toda la energía interna generada por el impacto permanece en la bala, ¿Cuál es el cambio de temperatura en la bala? Solución: (Calor especifico de la Ag, cAg = 235 J/ Kg·Cº) ΔK+ ΔEinterna = 0 ΔEinterna = m cAg ΔT [0 - 1 2 𝑚𝑣2 ] = -m cAg ΔT ΔT = 1 2 𝑚𝑣2 𝑚𝑐 = 𝑣2 2𝑐 ΔT = (200 m/s)2 2 ( 239 J kg °C) ΔT = 85.5 °C Si se usa una bala de plomo en vez de una de plata, ¿El cambio de temperatura será mayor o menor? Solución:ΔT = 156 °C
  3. 3. Ejercicios Una mujer de 55.0 kg ingiere una dona de jalea de 540 Calorìas (540 kcal) en el desayuno. (a) ¿Cuántos joules de energía son equivalentes a una dona de jalea? (b) ¿Cuántos escalones debe subir la mujer en una escalera muy alta para cambiar la energía potencial gravitacional del sistema mujer-Tierra, en un valor equivalente a la energía alimenticia en una dona de jalea? Suponga que la altura de un solo escalón es 15.0 cm. (c) Si el cuerpo humano sólo es 25 % eficiente en convertir la energía potencial química en energía mecánica, ¿cuántos escalones debe de subir la mujer para compensar su desayuno?. Una combinación de 0.250 kg de agua a 20.0 °C, 0.400 kg de aluminio a 26.0 °C y 0.100 kg de cobre a 100 °C se mezclan en un contenedor aislado y se les permite llegar a equilibrio térmico. Ignore cualquier transferencia de energía hacia o desde el contenedor. ¿Cuál es la temperatura final de la mezcla?. ¿Qué masa de agua a 25.0 °C debe llevarse al equilibrio térmico con un cubo de aluminio de 1.85 kg inicialmente a 150 °C, para así bajar la temperatura del aluminio a 65.0 °C? Suponga que toda el agua evaporada se condensa posteriormente.

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