Física 1. Energía térmica. 1

ENERGÍA TÉRMICA.

1. Efectúa los siguientes cambios de unidades: a) 215 K a ºC. b) –156 ºC a K. c) 19 ºC a ºF.

d) 302 ºF a ºC. e) 2 K a ºF. f) 623 ºF a K.

Sol: a) –58 ºC b) 117 K c) 66’2 ºF d) 150 ºC e) –455’8 ºF f) 601’3 K.

2. ¿A qué temperatura dan la misma lectura las escalas Celsius y Fahrenheit? Sol: –40 ºC. 3. Calcula el calor específico de una sustancia, sabiendo que al aportar 209 J en forma de

calor a 10 g. de ésta su temperatura aumenta en 10 K. Sol: 2.090 J·kg–1·K–1. 4. Razona si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) El hielo de la Antártida posee una cantidad muy pequeña de calor. b) El hielo del Teide posee más calor que el de la Antártida. c) La energía interna de un cuerpo es mayor cuanto mayor es su temperatura.

Sol: a) falsa; b) falsa; c) verdadera.

5. De una sustancia se conocen los siguientes datos: Punto de fusión: 120 ºC; punto de vaporización: 450 ºC; Calor específico (sólido): 500 J·kg–1·K–1; Calor específico (líquido): 1.200 J·kg–1·K–1; Calor latente de fusión: 40.000 J·kg–1. Calcula la energía que es necesario aportar a 0’5 kg. de la sustancia, que inicialmente se encuentra a 20 ºC, para que se funda por completo. Sol: 45.000 J.

6. ¿Qué energía habría que aportar a la sustancia del problema anterior para que alcanzase la temperatura de 320 ºC, si su temperatura inicial era 20 ºC?

Sol: 165.000 J. 7. ¿Qué energía hay que comunicar a 1 kg. de hielo a 250 K para que se convierta en va-

por de agua a 400 K? Datos: Calor específico del agua (sólido): 2.090 J·kg–1·K–1; Calor específico del agua (líquido): 4.180 J·kg–1·K–1; Calor específico del agua (gas): 1.920 J·kg–1·K–1; Calor latente de fusión del agua: 333.200 J·kg–1; Calor latente de vaporización del agua: 2.245.000 J·kg–1. Sol: 3.096.000 J. 8. Una bala de plomo de 25 g, inicialmente a 20 ºC, se dispara con una velocidad de 300

m/s contra una placa de acero, en la que queda incrustada. ¿Qué cantidad de plomo se fun-dirá como consecuencia del choque? Supón que la placa de acero no modifica su tempera-tura.

Datos: Temperatura de fusión del plomo: 330 ºC;

Física 1. Energía térmica. 2

Calor específico del plomo: 127 J·kg–1·K–1; Calor latente de fusión del plomo: 24.700 J·kg–1. Sol: Se funden 5’70 g. de plomo.

9. En una vasija de paredes adiabáticas se introducen cantidades iguales de agua a 50 ºC y de hielo a –40 ºC. ¿Se fundirá todo el hielo? ¿Cuál será la temperatura final de la mezcla?

Sol: No se funde todo el hielo. La temperatura final será de 0 ºC.