CALORIMETRÍA: Problemas
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PROBLEMA 3.1.–

Un bloque de cobre de 75 kg se saca de un horno y se echa en un vaso de vidrio de 300 g que contiene 200 g de agua fría. Si la temperatura del agua se eleva de 12°C a 27°C, ¿Cuál era la temperatura del horno? Considere que el vaso está dentro de un calorímetro ideal.
ccobre = 0,093 cal/g.°C
cvidrio = 0,18 cal/g.°C
cagua = 1 cal/g.°C
R: thorno = 27,546  ºC                      

PROBLEMA 3.2.–

Una esfera de platino de 50 g se ha calentado en un horno y se ha introducido en 50 g de agua contenidos en un calorímetro cuyo equivalente en agua es 50 g. La temperatura del agua sube de 10ºC a 25ºC. Calor específico del platino cPt = 0,03 cal/g ºK.
¿Cuál es la temperatura del horno?
 
R: t = 1025 ºC                      

PROBLEMA 3.3.–

Se mezclan en un calorímetro de π despreciable 2 Kg de agua a 70 oC con 500 g de hielo a -5 oC . Calcular el estado final del sistema.
R: temperatura final = 39,5 oC        

PROBLEMA 3.4. –

En un calorímetro de equivalente en agua π = 150 g hay 1 kg de hielo a -10oC.
a)¿Cuántos gramos de agua a 80 oC hay que introducir en el recipiente para que la temperatura final sea de 10 oC?.
Si en lugar de agua a 80 oC se introduce vapor de agua a 100 oC.
b) ¿Cuántos gramos del vapor hay que introducir para que la temperatura final sea de 40 oC?
Calor específico del hielo:chielo = 0,5 cal/g°C
R: masa de agua = 1.400 g       masa de vapor = 208,33 g g      

PROBLEMA 3.5. –

En un calorímetro cuyo equivalente en agua es π = 50 g hay 400 g de agua y 100 g de hielo a 0º se introducen 10 g de vapor de agua a 100ºC. Determinar el estado final. Calor de fusión del agua lf = 80 cal/g, calor vaporización del agua lv = 540 cal/g.

R: 490 g de agua y 20 g de hielo a 0 ºC        

PROBLEMA 3.6. –

En un calorímetro de equivalente en agua despreciable hay 1 kg de hielo a -10 oC.
a)¿Cuántos gramos de agua a 80 oC hay que introducir en el recipiente para que la temperatura final sea de 10 oC?.
b) Si en lugar de agua a 80 oC se introducen vapor de agua a 100 oC.
¿Cuántos gramos del vapor hay que introducir para que la temperatura final sea de 40 oC?

Datos:
Calor específico del agua en estado líquido cagua = 1 cal/g°C,
Calor específico del agua en estado sólido chielo = 0,5 cal/g°C
Calor latente de fusión del agua lf = 80 cal/g
Calor latente de vaporización del agua lv= 540 cal/g.
R: masa de agua = 1.357 g       masa de vapor = 213,33 g        

PROBLEMA 3.7. –

Un kilo de hielo a 0°C se sumerge en un litro de agua a 60°C, que se encuentra en un calorímetro ideal. ¿Cuál es el estado del sistema cuando se alcanza el equilibrio térmico ? (temperatura, masa de hielo y de agua líquida)
R:   Temperatura= 0oC     masa de agua = 1.750 g       masa de hielo= 250 g          
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