2. ¿Que cantidad de calor se debe suministrar a 200 g de cobre que esta inicialmente a 20°C,para fundirlo totalmente?.Ce=0,093 cal/g°C;Tf=1083°C;Lf=7800 cal/g.
3. Que cantidad de calor se deberán suministrar a 80 g de hielo a -40°C para obtener agua a 30°C?
4. Se pretende obtener vapor a 150°C a partir de agua a 80°C.¿Que cantidad de calor se debe suministrar?.
5. El calor especifico del etanol es 2.46 J/g-oC. Encontrar el calor requerido para levantar la temperatura de 193 g de etanol de 19oC a 35°C.
6. Cuando una muestra de 120 g de aluminio (AI) absorbe 9612 J de energía,su temperatura aumenta de 25°C a 115°C. Encontrar el calor especifico del aluminio. Estar seguro de incluir la unidad correcta para el calor especifico.
7. El calor especifico del plomo (Pb) es 0.129 J/g-°C. Encontrar la cantidad de calor lanzada cuando 2.4 mol de plomo se refrescan de 37.2°C a 22.5°C.
8. ¿Cuantos kJ de energía es el aumento necesario la temperatura de 165 mol de agua de 10.55°C a 47.32°C? (Indirecta:Cuando J es en 1 kJ?)
Respuestas a la pregunta
La cantidad de calor absorbido o cedido se puede determinar utilizando la siguiente ecuación:
Q= mCpΔT
Dónde:
m= masa
Cp= calor específico
ΔT= cambio de temperatura
Por otra parte, cuando se tiene un cambio de estado, este se produce a temperatura constante por lo que debe suministrarse o extraerse cierta cantidad de calor, la cual se puede determinar como:
Q= mL
Dónde:
m= masa
L= calor latente, que puede ser de fusión, solidificación, vaporización o condensación.
2) El proceso se puede dividir en dos etapas:
a) Calentamiento del cobre (20°C - 1083°C)= Q1
b) Fundición (T=1083°C)= Q2
Q1: se puede determinar mediante la ecuación:
Q1= mCpΔT
Q1= (200 g)(0.093 cal/g°C) (1083°C - 20°C)= 19771.8 cal
Q2: Calor suministrado para el cambio de estado:
Q2= mLf
Q2= (200g)(7800 cal/g)= 1560000 cal
El calor total suministrado es:
Q= Q1 + Q2= 1579771.8 cal
3) El proceso se puede dividir en tres etapas:
a) Calentamiento del hielo (-40°C - 0°C)= Q1
b) Fusión del hielo (T=0°C)= Q2
c) Calentamiento del agua ( 0°C - 30°C)=Q3
Q1: se puede determinar mediante la ecuación:
Q1= mCp_hieloΔT
Q1= (80 g)(2.114 J/g°C) (0°C - (-40°C))= 6764.8 J
Q2: Calor suministrado para el cambio de estado:
Q2= mLf
Q2= (80g)(334 J/g)= 26720 J
Q3: se puede determinar mediante la ecuación:
Q3= mCp_aguaΔT
Q3= (80 g)(4.181 J/g°C) (30°C - 0°C)= 10034.4 J
El calor total suministrado es:
Q= Q1 + Q2+Q3= 43519.2 J
4) El proceso se puede dividir en tres etapas:
a) Calentamiento del agua (80°C - 100°C)= q1
b) Evaporación (T=100°C)= q2
c) Calentamiento del vapor ( 100°C - 150°C)= q3
q1: se puede determinar mediante la ecuación:
q1= Cp_aguaΔT
q1= (4180 J/kg°C) (100°C - 80°C)= 83600 J= 83.6 kJ/ kg
q2: Calor suministrado para el cambio de estado:
q2= Lv
q2= 2257 kJ/kg
q3: se puede determinar mediante la ecuación:
q3= Cp_vaporΔT
q3= (1.93 kJ/kg°C) (150°C - 100°C)= 96.5 kJ/kg
El calor total suministrado es:
q= q1 + q2+q3= 2437.1 kJ/ kg de agua
5) El calor requerido se calcula cómo:
Q= mCpΔT
Q= (193 g)(2.46 J/g°C) (35°C - 19°C)= 7596.48 J
6) El calor se calcula mediante la ecuación:
Q= mCpΔT
Despejando el calor específico:
Cp= Q/ mΔT
Cp= 9612 J / (120 g)(115°C - 25°C) = 0.89 J/ g °C
7) La cantidad de calor cedido se determina como:
Q= mCpΔT
Considerando la masa molecular del Pb (207.2 g/mol), la masa de Pb es:
masa Pb= 2.4 mol * 207.2 g/mol = 497.28 g
Reemplazando:
Q= (497.28 g)(0.129 J/g°C) (22.5°C - 37.2°C)= -942.99 J
8) La cantidad de calor suministrada se determina como:
Q= mCpΔT
Considerando la masa molecular del H2O (18 g/mol), la masa de H2O es:
masa H2O= 165 mol * 18 g/mol = 2970 g
Reemplazando:
Q= (2970 g)(4.181 J/g°C) (47.32°C - 10.55°C)= 456594.05 J= 456.59 kJ
**1 kJ= 1000 J