Problemas de calor y trabajo (GIA)

De Laplace

Contenido 1 Tubería calentada con líquido fluyendo en su interior 2 Temperatura de una llama 3 Estado final de una mezcla de hielo y vapor de agua 4 Fusión de hielo por disminución de energía potencial gravitatoria 5 Trabajo en tres procesos que unen dos estados

1 Tubería calentada con líquido fluyendo en su interior

Por una tubería calentada en su punto medio con una llama invariable fluyen 50 l de agua por segundo. La temperatura de entrada es de 20 °C, y la de salida de 35 °C. Otro líquido de densidad 0.8, circula a continuación por el mismo tubo calentado por la misma llama, pero con un caudal de 25 l/s. Las temperaturas en los dos extremos se estacionan ahora en 18 °C y en 68 °C. Calcular el calor específico del líquido.

2 Temperatura de una llama

Para averiguar la temperatura de una llama se calienta con ella un trozo de hierro de 200 g que, a continuación, se introduce en un calorímetro que contiene un litro de agua. Se observa que la temperatura de ésta aumenta de 18.0 a . ¿Cuál es la temperatura de la llama?

Datos: capacidad calorífica del calorímetro: , , calor específico del agua líquida: .

3 Estado final de una mezcla de hielo y vapor de agua

En un calorímetro que contiene 200 g de hielo a -8.00 °C se introducen 50.0 g de vapor de agua a 100 °C. El equivalente en agua del calorímetro es 20.0 g. Determina el estado final de la mezcla.

Datos: calor específico del hielo, 0.500 cal/g °C; calor latente de fusión del hielo, 80.0 cal/g; calor latente de vaporización del agua, 537 cal/g.

4 Fusión de hielo por disminución de energía potencial gravitatoria

Un bloque de hielo a 0°C se deja caer libremente desde una altura de 80 m. En el momento del choque, un 20% de la energía del bloque se transforma en calor absorbible por su masa. ¿Que parte del hielo se funde a causa de esta absorción?

5 Trabajo en tres procesos que unen dos estados

Calcula el trabajo realizado sobre un fluido que se expande en los tres procesos entre los mismos estados inicial y final indicados en la figura. En el proceso c, que es cuasi-estático, se tiene , con y . Los volúmenes inicial y final son y .