SENATI - CCBB Separata Ejercicios Temperatura y Calor
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CCBB EJERCICIOS TEMPERATURA Y CALOR SENATI Ing. Pedro E. Ruiz Rosales / [email protected] Ejercicio 1 . Una persona, viajando por Inglaterra, se siente indispuesta y va al médico. Este tras revisarla, le informa que su temperatura axilar es de 100°F. ¿Cuál es su temperatura en grados Celsius? ¿Y en Kelvin? Resolución: La relación entre la escala Celsius y la Fahrenheit es: despejando obtenemos: La temperatura expresada en Kelvin es: Ejercicio 2 Se emplea un calentador de 500 W de potencia para calentar 1 L de agua, llevándola de los 20°C hasta los 100°C. Calcule el tiempo que debe estar funcionando el calentador, para realizar el proceso antes mencionado, suponiendo que toda la energía calorífica disipada por el calentador es absorbida por el agua. Resolución: Debido a que en el intervalo de temperatura especificado no existe cambio de fase , la energía calorífica necesaria para lograr el incremento de temperatura es: Donde “m” es la masa del cuerpo que en el Sistema Internacional se mide en kilogramos; “c” es el calor específico medio que se mide en Joule por kilogramo y por Kelvin (J / kg- K) y t es la variación de temperatura en Kelvin que es igual a la variación de temperatura en grados Celsius quedando entonces expresada la energía calorífica (que comunmente llamamos calor ) expresada en Joule. Como el agua posee una densidad unitaria, 1 L de agua posee una masa de 1 kg y el calor específico medio del agua en el intervalo de temperatura especificado es aproximadamente 4187 J / kg-K La energía calorífica necesaria es: Potencia, por definición, es trabajo por unidad de tiempo por lo que el tiempo necesario para hacer llegar al agua a los 100°C es: Ejercicio 3 Un recipiente metálico, que contiene 200 g de agua hirviendo a la presión atmosférica normal, se encuentra sobre un calefactor que suministra energía calorífica con una potencia de 500 W. Calcule el tiempo que tarda en evaporarse toda el agua suponiendo que toda la energía irradiada por el calefactor, es captada por el agua. Resolución: Mientras el agua hierve, toda la energía captada es empleada para transformar el agua líquida en vapor. Energía que se le llama calor latente . El calor latente del agua a la presión atmosférica normal es 540 cal/g y la energía necesaria para evaporar una cierta masa de agua es: En nuestro caso que deseamos determinar el calor para evaporar 200 g de agua escribimos:
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CCBB EJERCICIOS TEMPERATURA Y CALOR SENATI
Ing. Pedro E. Ruiz Rosales / [email protected]
Ejercicio 1 .
Una persona, viajando por Inglaterra, se siente
indispuesta y va al médico. Este tras revisarla,
le informa que su temperatura axilar es de
100°F.
¿Cuál es su temperatura en grados Celsius?
¿Y en Kelvin?
Resolución:
La relación entre la escala Celsius y la
Fahrenheit es:
despejando obtenemos:
La temperatura expresada en Kelvin es:
Ejercicio 2
Se emplea un calentador de 500 W de
potencia para calentar 1 L de agua, llevándola
de los 20°C hasta los 100°C.
Calcule el tiempo que debe estar funcionando
el calentador, para realizar el proceso antes
mencionado, suponiendo que toda la energía
calorífica disipada por el calentador es
absorbida por el agua.
Resolución:
Debido a que en el intervalo de temperatura
especificado no existe cambio de fase, la
energía calorífica necesaria para lograr el
incremento de temperatura es:
Donde “m” es la masa del cuerpo que en el
Sistema Internacional se mide en kilogramos;
“c” es el calor específico medio que se mide
en Joule por kilogramo y por Kelvin (J / kg-
K) y t es la variación de temperatura en
Kelvin que es igual a la variación de
temperatura en grados Celsius quedando
entonces expresada la energía calorífica (que
comunmente llamamos calor) expresada en
Joule.
Como el agua posee una densidad unitaria,
1 L de agua posee una masa de 1 kg y el calor
específico medio del agua en el intervalo de
temperatura especificado es aproximadamente
4187 J / kg-K
La energía calorífica necesaria es:
Potencia, por definición, es trabajo por unidad
de tiempo por lo que el tiempo necesario para
hacer llegar al agua a los 100°C es:
Ejercicio 3
Un recipiente metálico, que contiene 200 g de
agua hirviendo a la presión atmosférica
normal, se encuentra sobre un calefactor que
suministra energía calorífica con una potencia
de 500 W.
Calcule el tiempo que tarda en evaporarse
toda el agua suponiendo que toda la energía
irradiada por el calefactor, es captada por el
agua.
Resolución:
Mientras el agua hierve, toda la energía
captada es empleada para transformar el agua
líquida en vapor. Energía que se le llama calor
latente.
El calor latente del agua a la presión
atmosférica normal es 540 cal/g y la energía
necesaria para evaporar una cierta masa de
agua es:
En nuestro caso que deseamos determinar el
calor para evaporar 200 g de agua escribimos:
