Question

En un recipiente de capacidad calorífica
despreciable, se vierten 300 g de agua
a 20°C y 100 g de agua a 80°C. ¿Cuál
será la temperatura final de equilibrio?
a) 20 °C b) 25 °C c) 30 °C
d) 35 °C e) 40 °C
3. En un recipiente térmicamente aislado
se mezclan 200 g de agua a 10 °C con
150 g de agua 38°C. Hallar la
temperatura de equilibrio térmico.
a) 27 °C b) 22 °C c) 31 °C
d) 25 °C e) 18 °C
4. Se coloca un trozo de metal a 80°C
(Ce=0,4) sobre 200 gr de agua a 30 °C.
Si al final la temperatura del agua es de
40 °C, halle la masa del metal.
a) 100g b) 75 c) 125
d) 96 e) 172

Answer 1

• En un recipiente de capacidad calorífica  despreciable, se vierten 300 g de agua  a 20°C y 100 g de agua a 80°C. ¿Cuál  será la temperatura final de equilibrio?

a) 20 °C  b) 25 °C  c) 30 °C   d) 35 °C  e) 40 °C

Tenemos los siguientes datos:

m1  = 300 g

Ti (temperatura inicial) = 20ºC

Tf (temperatura final) = 0ºC

m2 = 100 g

Ti (temperatura inicial) = 80ºC

Tf (temperatura final) = 0ºC

m3 = m1 + m2 => m3 = 300 + 100 => m3 = 400 g

Ti (temperatura inicial de equilibrio) = 0ºC

Tf (temperatura final de equilibrio) = ?

c (calor específico del agua) = 1 cal/g ºC

Según el enunciado de la ley cero de la termodinámica, si dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercer cuerpo, estos cuerpos estarán en equilibrio térmico entre sí.

Por tanto, de acuerdo con lo analizado anteriormente en forma de ecuación, tendremos el siguiente cálculo para resolver:

$Q_1 + Q_2 + Q_3 = 0$

$m_1*c*\Delta{T} + m_2*c*\Delta{T} + m_3*c*\Delta{T} = 0$

$m_1*c*(T_f - Ti) + m_2*c*(T_f-T_i) + m_3*c*(T_f-T_i) = 0$

$300*1*(0-20) + 100*1*(0-80) + 400*1*(T_f-0) = 0$

$-6000 - 8000 + 400\:T_f= 0$

$- 14000 + 400\:T_f = 0$

$400\:T_f = 14000$

$Tf = \dfrac{14000}{400}$

$\boxed{\boxed{Tf = 35\ºC}}\:\:\:\:\:\:\bf\green{\checkmark}$

Respuesta:

d) 35 °C

• En un recipiente térmicamente aislado  se mezclan 200 g de agua a 10 °C con  150 g de agua 38°C. Hallar la  temperatura de equilibrio térmico.

a) 27 °C  b) 22 °C  c) 31 °C   d) 25 °C  e) 18 °C

Tenemos los siguientes datos:

m1  = 200 g

Ti (temperatura inicial) = 10ºC

Tf (temperatura final) = 0ºC

m2 = 150 g

Ti (temperatura inicial) = 38ºC

Tf (temperatura final) = 0ºC

m3 = m1 + m2 => m3 = 200 + 150 => m3 = 350 g

Ti (temperatura inicial de equilibrio) = 0ºC

Tf (temperatura final de equilibrio) = ?

c (calor específico del agua) = 1 cal/g ºC

Según el enunciado de la ley cero de la termodinámica, si dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercer cuerpo, estos cuerpos estarán en equilibrio térmico entre sí.

Por tanto, de acuerdo con lo analizado anteriormente en forma de ecuación, tendremos el siguiente cálculo para resolver:

$Q_1 + Q_2 + Q_3 = 0$

$m_1*c*\Delta{T} + m_2*c*\Delta{T} + m_3*c*\Delta{T} = 0$

$m_1*c*(T_f - Ti) + m_2*c*(T_f-T_i) + m_3*c*(T_f-T_i) = 0$

$200*1*(0-10) + 150*1*(0-38) + 350*1*(T_f-0) = 0$

$-2000 - 5700 + 350\:T_f= 0$

$- 7700 + 350\:T_f = 0$

$350\:T_f = 7700$

$Tf = \dfrac{7700}{350}$

$\boxed{\boxed{Tf = 22\ºC}}\:\:\:\:\:\:\bf\green{\checkmark}$

Respuesta:

b) 22 °C

• Se coloca un trozo de metal a 80°C  (Ce=0,4) sobre 200 gr de agua a 30 °C.  Si al final la temperatura del agua es de 40 °C, halle la masa del metal.

a) 100g  b) 75  c) 125   d) 96  e) 172

 Tenemos los siguientes datos:

m1 (masa del metal) = ? (en g)

Ti (temperatura inicial) = 80ºC

Tf (temperatura final) = 40ºC

c (calor específico del metal) = 0.4 cal/g ºC

m2 (masa del agua) = 200 g

Ti (temperatura inicial) = 30ºC

Tf (temperatura final) = 40ºC

c (calor específico del agua) = 1 cal/g ºC

De acuerdo con lo analizado anteriormente en forma de ecuación, tendremos el siguiente cálculo para resolver:

$Q_1 + Q_2 = 0$

$m_1*c*\Delta{T} + m_2*c*\Delta{T} = 0$

$m_1*c*(Tf - Ti) + m_2*c*(Tf - Ti) = 0$

$m_1*0.4*(40 - 80) + 200*1*(40 - 30) = 0$

$m_1*0.4*(-40) + 200*1*(10) = 0$

$-16\:m_1 + 2000 = 0$

$- 16\:m_1 = - 2000\:\:\:\:\:*(-1)$

$16\:m_1 = 2000$

$m_1 = \dfrac{2000}{16}$

$\boxed{\boxed{m_1 = 125\:g}}\:\:\:\:\:\:\bf\green{\checkmark}$

Respuesta:

c) 125

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$\bf\green{Espero\:haberte\:ayudado,\:saludos...\:Dexteright02!}\:\:\ddot{\smile}$

Answer 2

Respuesta:

c) 125

Explicación: