CALOR Y TEMPERATURA. PROBLEMAS Y CUESTIONES

1º Basándote en el calor específico del agua explica por qué el agua de una piscina o del

mar se calienta muy lentamente, pero una vez calentada, se enfría con lentitud.

2º En general, cuando se calienta un cuerpo, aumenta su temperatura. Sin embargo, a

determinadas temperaturas para cada cuerpo, aunque los calentemos no aumenta la temperatura.

¿Qué explicación tiene este fenómeno? ¿Qué nombre reciben estos puntos?

3º Por qué las islas y regiones costeras tienen climas más templados que las regiones del

interior?

4º Si al calcular el calor transferido por un cuerpo obtuvieses un resultado negativo, ¿cómo

lo interpretarías?.

5º Calcula la cantidad de calor que es necesario suministrar a 200g de plomo para elevar su

temperatura desde 20ºC hasta 80ºC.

Dato: Ce Pb= 125 J/(kg·K) (Sol: 1500J)

6º Se calienta un trozo de hielo, que se encuentra a -20ºC, hasta transformarlo en agua a

90ºC. Explica, de forma cualitativa, el calor que se consume en el proceso, detallando cada uno

de los pasos.

7º En una bañera que contiene 50 L de agua a 60ºC, se añade agua fría, a 17ºC, hasta

completar 150 L. Determina la temperatura que adquiere la mezcla.

Datos: densidad agua= 1.000 kg/m3; Ce agua= 4.180 J/(kg·K) (Sol: 31’3ºC)

8º Una bola de plomo que está a 80ºC de temperatura se introduce en un recipiente que

contiene 250 ml de agua a 15ºC. Al cabo de un cierto tiempo se mide la temperatura del agua,

que resulta ser de 30ºC. Determina la masa de la bola de plomo.

Datos: Ce plomo= 125 J/(kg·K); Ce agua=4.180 J/(kg·K); densidad agua= 1.000 kg/m3. (Sol:

2’5 kg)

9º Si mezclamos 15 litros de agua a 65ºC con 20 L de agua a 30ºC, determina:

La temperatura final de la mezcla. (Sol: 45ºC)

La cantidad de agua a 10ºC que habría que utilizar para obtener una mezcla a la misma

temperatura que la anterior. (Sol: 8’57kg)

Datos: dagua= 1.000 kg/m3; Ce agua= 4.180 J/(kg·K)

10º Determina el calor de vaporización del etanol, sabiendo que 200 ml de etanol a la

temperatura de ebullición (78’5 ºC) necesitan una cantidad de calor de 137’4 kJ para vaporizarse

completamente.

Datos: detanol= 0’79 g/cm3 (Sol: 869’6 kJ/kg)

11º Calcular el calor necesario para que 1kg de hielo que está a -15ºC se transforme en

agua a 80ºC.

Datos: Lf hielo= 3’34 · 105 J/kg; Ce hielo=2.090 J/(kg·K);

Ce agua=4.180 J/(kg·K) (Sol: 699.750 J)

12º Tenemos un bloque de hielo de 6kg. Si suministramos una cantidad de calor de 1.504’8

kJ, ¿qué porcentaje de bloque fundirá?

Datos: Lf= 334’4 kJ/kg (Sol: 75%)

Datos para todos los problemas: Ce hielo = 2090 J/Kg·K ; Ce agua = 4180 J/Kg·K ; Ce vapor agua = 1920 J/Kg·K ; Lfusión hielo=334,4

KJ/Kg; Lvaporización agua = 2248’8 K J/Kg

13º ¿Cuánto calor es preciso aplicar a un iceberg de 1200 kg de masa que está a -40ºC para

fundirlo completamente? (Sol: 5,02 · 108 J)

14º Se mezclan en una vasija 2 kg de hielo a 0ºC con 100 litros de agua a 80ºC.

¿Se fundirá todo el hielo?

En caso de que se funda, ¿a qué temperatura quedará la mezcla?

c) Si la cantidad inicial de agua a 80 ºC hubiera sido sólo de 1 litro, ¿qué cantidad de hielo

se habría fundido? (Sol: a) Sí ; b) 76,86ºC ; c) 1 Kg)

15º Si una viga de hierro mide 10 metros a la temperatura de 15ºC, ¿qué longitud tendrá un

día de verano si la temperatura llega a 35ºC? (α hierro: 1,2.10-5

ºC-1

) (Sol: 10’0024 m)