Práctica de calor calor y temperatura

Calor y Temperatura 

TERMODINAMICA
La termodinámica es el estudio macroscópico de las relaciones entre las diferentes propiedades de la materia que dependen de la temperatura.
Sistema termodinámico es la relación entre una porción de materia y su entorno. Figura 1

Tipos de sistemas termodinámicos:
a) Sistema abierto:
Es el sistema en que puede entrar y salir tanto materia como energía del mismo, es decir, cuando hay interacción permanente con el entorno.Figura 2.
a) Sistema cerrado:
Es aquel en que no hay intercambio de materia con el entorno, pero si hay intercambio de energía. Este el sistema preferido por la termodinámica.Figura 3.
a)    Sistema aislado:
Es el sistema donde no entra ni sale materia y energía, es decir no hay intercambio con el entorno. Figura 4.
Escalas termométricas
La temperatura de los cuerpos, es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella.
Cuando tocamos algo, lo sentimos frío o caliente. Esto depende directamente de la temperatura del objeto y de su capacidad de conducir el calor. Al variar las temperaturas, las sustancias pueden dilatarse o contraerse, cambiar su resistencia eléctrica y si es un gas, variar su presión.
La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas de un cuerpo.
Medida de la temperatura
Para medir la temperatura se utilizan distintas escalas, estas son la Celsius o escala centígrada, la escala Fahrenheit y la escala Kelvin.
          

                                                      CONVERSIÓN DE TEMPERATURA
Conversión de centígrados a Fahrenheit
Para convertir temperaturas en grados Centígrados a Fahrenheit:
a) Se multiplican los grados Celsius por 9/5.            b)  Se suma 32º para igualar las escalas Celsius y Fahrenheit. 
Ejemplos:
1) Convierte 20º C a Fahrenheit.                            2)  Convierte - 52º C a Fahrenheit          3)  Convierte 70º C a Fahrenheit    
20 * 9/5 = 180/5 = 66.6                                              - 52 * 9/5 = - 468/5                                70 * 9/5 = 630/5
36 + 32 = 68^o F                                                        - 93.6 + 32 = - 61.6ºF                             126 + 32 = 158ºF
Fahrenheit a Centígrados
Para convertir grados Fahrenheit a grados Celsius
a)     Se resta 32º para igualar las escalas Celsius y Fahrenheit..
b)    Se multiplica el resultado por 5/9.
Ejemplos:
1) Convierte 68º Fahrenheit a Centígrados              2)  Convierte -60º Fahrenheit a Centígrados
    68 - 32 = 36                                                        - 60 – 32 = - 92
    36 * 5/9 = 180/9.                                                 – 92 * 5/9 = - 460/9
    68ºF = 20^o C                                                      - 60ºF = – 51ºC                                

Práctica
Temperatura y calor
1) El calor es:
a) Un fluido          b)  Energía         c)  una fuerza         d)  Ninguna de anteriores
2) Escribe al lado de cada opción Celsius, Fahrenheit  o  Kelvin, según sea la escala:
a) Esta graduada de 0º hasta 100º ________        c) Esta graduada de 32º hasta 212º ________
b) Esta graduada de 273º hasta 373º ________     d) Esta graduada de 10º hasta 150º ________
3) Para dos cuerpos en contacto, el calor fluye del que tiene:
a) Mayor temperatura al que tiene menor temperatura                      b) Menor temperatura al que tiene mayor temperatura
c) El calor fluye aunque las temperaturas sean iguales                    d) No hay fluidez de calor   
4) 30ºC expresado en grado Fahrenheit es:
a) 48.7ºF           b)  303ºF           c)  86ºF          d)  Ninguna de anteriores
5) El calor se transmite en los metales por:
a) Convención             b)  Radiación              c)  Conducción        d)  Ninguna de anteriores
6) El calor se transmite en los líquidos por:
b) Convención             b)  Radiación              c)  Conducción        d)  Ninguna de anteriores
7) El calor se transmite en el vacío por:
c) Convención             b)  Radiación              c)  Conducción        d)  Ninguna de anteriores
8) También se le llama escala absoluta:
a) Celsius             b)  Fahrenheit              c)  Kelvin            d)  Ninguna de anteriores
9) 80ºF expresado en grado Kelvin es:
b) 299.7ºk                b)  713ºk               c)  321ºk                d)  Ninguna de anteriores
10) Es el cambio de sólido a líquido:
a) Sublimación progresiva           b)  Condensación          c)  Vaporización         d)  Fusión 
11) Es el cambio de líquido a sólido:
a) Sublimación regresiva           b)  Condensación          c)  Fusión          d)  Ninguna de anteriores
12) Es el cambio de gas a líquido:
a) Salificación           b) Sublimación regresiva           c) Condensación           d)  Ninguna de anteriores
13) Es estado en que las moléculas están muy cercanas entre sí:
a) Líquido                    b)  Gas               c)  Sólido              d)  Ninguna de anteriores
14) Es el estado en que las moléculas están en constante movimiento irregular:
a) Líquido                 b)  Sólido                c)  Gas             d)  Ninguna de anteriores
15) La unidad de capacidad calorífica es:
a) Cal/gr              b)  Joule/gr               c)  Ergio/gr          d)  Ninguna de anteriores
16) 45ºC expresado en grado kelvin es:
a) -318ºk           b)  228ºk             c)  318ºk             d)  Ninguna de anteriores
17) En un día de verano el termómetro marca una temperatura de 33ºC:
1) ¿Cuál es su temperatura en grado Kelvin?
a) -240ºK           b)  306ºK             c)  61.2ºK               d)  Ninguna de anteriores
2) ¿Cuánto marcaría un termómetro inglés en la escala Fahrenheit?
a) 306ºF               b)  50ºF          c)  59.4ºF                 d)  91.4ºF
18) ¿a que temperatura se encontraba una muestra de oro de 100gr que desprende 650 calorías al ser enfriada hasta 15ºC? si calor especifico del oro es 0.31cal/gr*ºC.
a) -5.97ºC                    b)  35.97ºC               c)  314.55ºC             d)  Ninguna de anteriores
Resuelve
1) ¿Cuál es la masa de un trozo de plata que absorbe 15000 calorías al elevar su temperatura de 20ºC a 200ºC? El calor específico de la plata es 0.056cal/gr * ºC
2) ¿Qué cantidad de calor se necesita para calentar 400gr de agua de 15ºC hasta 65ºC? El calor específico del agua es 1cal/gr * ºC
3) 350 gr de plata se enfrían hasta 30ºC, despendiendo 980 cal. ¿A qué temperatura estaba la plata? Si el calor específico de la plata es 0.056 cal/gr*ºC.
4) ¿Cuál es el calor específico del platino, si para elevar 300 gr de 10ºC hasta 78ºC se necesitan 652.8 cal?
5) Se ponen en contacto una masa 250 gr de cobre a 100ºC con una masa 170 gr de hierro a 20ºC.
1) ¿cuál es la temperatura de equilibrio de ambos cuerpos?
2) ¿Cuál es el calor cedido por el cobre?
3) ¿Cuál es el calor ganado por el hierro?
6) Se mezclan 80 gr de agua a 15ºC con 60 gr de agua a 70ºC. ¿Cuál es la temperatura de la mezcla?
7) ¿A qué temperatura de equilibrio alcanza una mezcla de 8 lit. de agua a 60ºC con 5 lit. de alcohol a 20ºC? si calor especifico del agua es 4180 j/kg*ºC y la densidad del alcohol es 0.79kg/lit.
8) Una figura de metal de 400 gr que está a 180 ºC se enfría sumergiéndola en 1 litro de agua a 10ºC Si la temperatura de equilibrio resulta a 12º C determina el calor específico del metal sí calor especifico del agua es 4180 J/Kg*ºC
9) Calcula el calor específico de una sustancia sabiendo que al introducir 300 g de ella, que se encuentran a 100 ºC, en 800 cm³ de agua a 22 ºC, la temperatura final de la mezcla es de 26.34 ºC. calor especifico del agua (H₂O) es 4180 J/Kg*ºC.
10) ¿Cuál es la temperatura de equilibrio térmico de una mezcla de 10 L de agua a 60ºC con 6 L de alcohol a 35 ºC?. Datos Ce (agua) 4180 J/Kg ºC Ce (alcohol) = 2450 J/Kg ºC. Densidad del alcohol d=0,79 Kg/L