• Author / Uploaded
• Edwin Escalante

Citation preview

Prof. Edwin Escalante Flores 01. La cantidad de calor que requiere 200g de agua para aumentar su temperatura en 80ºC es de lo que requiere 320g de cierta sustancia para aumentar su temperatura en 50ºC determine el calor específico en cal/g ºC de dicha sustancia A) 0,2 B) 0,3 C) 0,4 D) 0,5 E) 0,6 02. Se realiza un experimento utilizando un calorímetro (Ce = 0,09 cal/gºC) de 1kg, que contiene 910 g de agua a 10ºC, en estas condiciones introducimos 1kg de cierto material a 90ºC obteniéndose una temperatura de equilibrio de 50ºC. Determinar el calor específico en (cal/gºC) del material. A) 0,5 B) 0,6 C) 0,7 D) 0,8 E) 1 03. Tres masas de una misma sustancia 3 kg ; 2kg y 4kg a las temperaturas de 40 ºC ; 80 ºC y 50 ºC respectivamente se mezclan. Si no se producen cambios de fase, ¿cuál es la temperaturas de equilibrio? A) 30,4 ºC B) 65,8 ºC C) 10 ºC D) 53,3 ºC E) 15 ºC 04. En un recipiente de capacidad calorífica despreciable se realizan sucesivos experimentos con los líquidos A, B y C de masas iguales y cuyas temperaturas iniciales son de 15; 24 y 31 ºC respectivamente. Cuando se mezclan los líquidos A y B la temperatura final de equilibrio es de 20 ºC hallar la temperatura de equilibrio cuando se mezclan los líquidos A y C A) 26,5 ºC B) 27,12 ºC C) 28,5 ºC D) 29,8 ºC E) 29,2 ºC 05. Se tiene un calorímetro en el cual la cantidad de calor que gana o pierde es equivalente a la de 100g de agua. Si este calorímetro contiene 50 g de agua a 0 ºC y dentro de él se introduce un metal de 500g a 50 ºC, determinar el calor específico en (cal/g ºC) del metal si la temperatura de equilibrio resulta 20 ºC A) 0,2 B) 0,3 C) 0,4 D) 0,5 E) 0,6

By: Edwin Escalante F.

06. Un estudiante luego de experimentar con cierta cantidad de un líquido, inicialmente a 0ºC construye la gráfica de su temperatura en función del calor absorbido. Si su calor especifico de la fase liquida es de 0,625 cal/gºC, determine su calor latente de vaporización.

A) 10 cal/g B) 20 cal/g C) 30 cal/g D) 80 cal/g E) 100 cal/g 07. Un troza de hielo de 30 g de masa a –20ºC se encuentra dentro de un calorímetro de capacidad calorífica despreciable. Determinar que mínima cantidad de agua a 60ºC se requiere introducir en el sistema para lograr fundir todo el hielo A) 30 g B) 35 g C) 40 g D) 45 g E) 60 g 08. Un hielo de 10 g de 0 ºC se colocan en 200g de agua a 80ºC, que están en un calorímetro de 10g (Ce = 0,1 cal/gºC), halle la temperatura de equilibrio. A) 50,2 ºC B) 72,4 ºC C) 90,2 ºC D) 80,4 ºC E) 82,4 ºC 09. Se tiene 100g de agua dentro de un recipiente cuya capacidad calorífica es de 40 cal/g ºC, el conjunto se encuentra inicialmente a 0ºC Se hace ingresar al calorímetro 20 g de vapor de agua a 100 º C, hallar la temperatura final de equilibrio del sistema A) 40 ºC B) 45 ºC C) 60 ºC D) 70 ºC E) 80 ºC 10. En un calorímetro de capacidad calorífica despreciable se tiene 45 g fe hielo a –24 ºC. Si se hace ingresar 26 g de vapor de agua a 1000 ºC, hallar la temperatura de equilibrio y la composición final de mezcla. A) 10 g vapor y 61 gH 2 O líquido B) 11 g vapor y 60 g H 2 O líquido C) 8 g vapor y 63 gH 2 O líquido D) 6 g vapor y 65 gH 2 O líquido E) 7 g vapor y 64 g H 2 O líquido 1

11. Se tiene 20g de hielo a –20 ºC. Si se le transfiere 200 cal, determine la temperatura final del hielo (Ce hielo = 0,5 cal/g ºC) A) 0 ºC B) 2 ºC C) 3 ºC D) 4 ºC E) 5 ºC 12. Un cuerpo de 100g y calor especifico 0.55 cal/g ºC se pone en contacto con 4 g de hielo a –12 º C Determine la temperatura final del hielo si el cuerpo tiene una temperatura inicial de 5 º C. (Despreciar la pérdida de energía térmica) A) 0 ºC B) 5 ºC C) –5 ºC D) –10 ºC E) –11 ºC 13. En un recipiente térmicamente aislado se ponen en contacto a 100 g de vapor de agua a 100 ºC con 30 g de hielo a 0 ºC. Determine la composición final de la mezcla, desprecie la energía térmica transferida al recipiente y al medio ambiente A) Agua : 80 g ; vapor : 50 g B) Hielo : 20 g ; vapor 110 g C) Agua : 90 g ; hielo 40 g D) Agua : 70 g ; vapor 60 g E) Agua : 40 g ; vapor 90 g 14. En un recipiente de capacidad calorífica despreciable se tien 40 g de hielo a –10 ºC. Si se agrega 156 de agua a 10 ºC, entonces la composición final en el recipiente será: A) 196 g H 2 O B) 21 g hielo – 175 g (líquido) C) 23 g hielo – 173 g (líquido) D) 196 g de hielo a 0 ºC E) 20 g hielo – 176 g (líquido) 15. A un bloque de hielo que se encontraba inicialmente a una temperatura (T) se le transfiere energía en forma de calor, notándose que su temperatura comienza a cambiar conforme se le suministra, determine “T”, considere

A) –10 ºC B) –12 ºC C) –17 ºC D) –14 ºC E) –7 ºC 16. A una barra de plomo (Pb) de 250 g que se encuentra inicialmente a 127 ºC se le comienza a transferir energía a razón de 100 J/s. Luego de cuánto tiempo toda la barra se comenzára a fundir ; considere: Ce (Pb) = 0,31 cal/g ºC; punto de fusión del Pb = 327 ºC A) 2 min – 36 s B) 2 min – 35 s C) 4 min – 53 s D) 2 min – 12 s E) 5 min – 14 s

By: Edwin Escalante F.

17. Un proyectil de plomo de 80g y Ce= 0,03 cal/g ºC impacta en un gran muro con una rapidez de y queda incrustado en él. Si la mitad de la energía cinética que tenía el proyectil en el inicio se transforma en calor que es absorbido por el proyectil determine el cambio de temperatura que él experimenta. A) 2 ºC B) 4 ºC C) 8 ºC D) 10 ºC E) 6 ºC 18. Una esfera de 4 Kg de masa se deja caer en libertad desde una altura de 20 m y después de impactar en el piso se eleva como máximo sólo hasta una altura de 5 m. Suponiendo que la energía mecánica perdida en el impacto se transforma en calor el cual es absorbido íntegramente por la esfera, hallar el cambio de temperatura que ella experimenta. (Ce = 0,4 cal/g ºC) ; g =10 m/s 2 A) 0,015 ºC B) 0,060 ºC C) 0,075 ºC D) 0,090 ºC E) 0,095 ºC 19. Hallar la masa de hielo que estando a 0 ºC se puede derretir con la cantidad de calor que se disipa cuando el bloque (2) recorre una distancia de 2 m; se sabe que parte del reposo y acelera a 0,5 m/s 2 y que m 1 = 9m 2 = 9kg A) 0,03 kg B) 0,02 kg C) 0,01 kg D) 0,003 kg E) 0,001 kg 20. En el sistema mostrado el bloque de 10 kg se deja caer a una distancia de 20 m de tal manera que se transfiere energía al agua por medio de las paletas. Si se pierde el 10 % de energía por fricción en el eje y paletas, hallar la temperatura final del recipiente con agua si inicialmente estaba a 10 ºC g = 10 m/s2; 1 joule = 0,24 calorias. 21. Dos esferas idénticas colisionar experimentando un choque perfectamente inelástico. Calcular el incremento de temperatura de los cuerpos luego del choque, sabiendo que el calor especifico de las esferas es 0,16 cal/g.ºC. Considere que no hay transferencia de calor hacia el medio ambiente.

V1  5m/s

A) 12ºC D) 0,012°C

B) 1,2ºC

V2  3m/s

C) 0,12ºC E)0,0012°C 2

02. ¿Qué cantidad de calor se requiere para calentar 40g de hielo de -50ºC hasta 50ºC? A) 3200cal D) 5400

B) 6200

C) 4000 E) 4400

03. Si se mezclan 240g de hielo a -6ºC con 70g, de agua a 36ºC hallar la temperatura de mezcla y la cantidad de agua cuando se establece el equilibrio. A) 20°C y 22,5 g B) 31ºC y 310g C) 0ºC y 92g

D) 0°C y 22,5g E) 0ºC y 200g

04. Un recipiente térmicamente aislado contiene agua a 20ºC, se introducen 60g de hielo a 0ºC y se observa que no todo el hielo se funde. ¿Cuántos gramos de agua había inicialmente? A) 240 B) Menos de 100 C) Más de 300

D) Menos de 240 E) 400

05. Al mantener agua sólida y agua líquida en un recipiente aislado térmicamente, se observa que no varía la cantidad de agua sólida. Esto se debe a que: A) Hay poco hielo. B) Hay mucha agua sólida. C) Existe hielo y líquido en igual cantidad D) La de temperatura es 0ºC si la presión es 1 atmósfera. E) Esto no es posible. 06. Algunas cataratas del Afirica tienen una altura de 492m ¿Cuál sería el aumento de temperatura experimentado por el agua de ésta catarata, si su energía potencial se transforma íntegramente en calor sin ninguna pérdida? (1J = 0,24 cal)

A) 115ºC D) 0,115ºC

B) 11,5ºC

B) 0,0272

By: Edwin Escalante F.

A) 100ºC; 14 g de vapor y 41 g de agua. B) 100°C; 8 g de vapor y 47 g de agua. C) 80° C; 16 g de vapor y 39 g de agua. D) 100ºC; 41 g de vapor y 14 g de agua. E) 90ºC; 16 g de vapor y 44 g de agua. 09. Se tiene 360g de agua a 20°C, se coloca en una refrigeradora. ¿Qué cantidad de calor se debe extraer para obtener hielo a 0ºC? A) 26 kcal D) 20

B) 46

C) 40 E) 38

10. Se tiene 4,5kg de agua a 0°C. ¿Qué parte de ésta masa ha de congelarse para que el calor desprendido transforme a la otra parte en vapor a 100ºC? A) 4kg D) 2

B) 2,67

C) 3 E) 1

11. En un recipiente ideal, se tiene “m” gramos de hielo a 0°C, si se hace ingresar “m” gramos de vapor de agua a 100ºC. ¿Qué porcentaje de masa del sistema se transformará en agua, si la energía calorifíca intercambiada entre el hielo y el vapor es de 360 calorías? A) 33,3% D) 60%

B) 66,7%

C) 40% E) 50%

12. Se tiene un bloque de hielo tal como muestra la figura, está sobre la mesa y sobre él se encuentra un alambre que sostiene dos pesas. Indicar la, (s) alternativa (s) correcta (s): I. Para que el alambre llegue a la superficie de la mesa deberá fusionarse todo el hielo. II. El alambre presiona el hielo hasta que lo divide en dos bloques. III. El alambre presiona el hielo pasando a través de él totalmente sin seccionarlo

C) 1,15ºC E) 0,0115ºC

07. Una varilla de 100cm de longitud a 20°C y 50g de masa es introduce en un recipiente térmicamente aislado que contiene 100g de agua a 66,4°C. Determinar el incremento de longitud de la varilla una vez alcanzado el equilibrio térmico. Para la varilla:  = 17x10 - 6 ºC - 1 y Ce = 0,9cal/g.ºC A) 0,0544cm D) 0,43

08. En un calorímetro ideal se tiene 30g de hielo a -36°C. Si se hace ingresar 25g de vapor de agua a 100°C. Hallar la temperatura de equilibrio y la composición final de la mezcla.

C) 0,1272 E) 0,54

A) Sólo I D) I y II

B) Sólo II

C) Sólo III E) II y III

13. En un recipiente se tiene agua a 95ºC, al extraer aire se puede observar la ebullición del agua debido a la disminución:

AIRE AGUA

3

18. ¿Qué volumen de gas de hulla debe quemarse para aprovechar el 75% del calor liberado y logre vaporizar totalmente 5litros de agua inicialmente a 40ºC? Se sebe que durante la combustión por cada m3 de hulla éste entrega 5000kcal. A) De la presión sobre el recipiente B) La temperatura ambiental C) De la presión en la superficie del líquido D) De la densidad del aire E) De la temperatura del aire

A) 0,70 m3 D) 0,90

14. Si tenemos agua en un recipiente abierto calentándose desde 10ºC a nivel del mar, mientras no alcance 100ºC, señale verdadero (V) o falso (F): I. La presión de su vapor es menor que 101,2 kPa y por eso no inicia su ebullición. II. La presión de vapor de agua depende de la temperatura. III. Los puntos de solidificación y ebullición del agua sólo depende de la temperatura. A) VVV D) FFV

B) VVF

C) FVV E) FFF

15. En el esquema el agua se caliente lentamente desde 20*C. Señale verdadero (V) o falso (F). I. En el interior del líquido no se produce evaporación para temperaturas menores que 100ºC. II. Para los puntos interiores, mientras le temperatura del agua es menor que 100°C la presión de su vapor le impide emerger a la superficie libre y por el contrario se condensa demorando la ebullición. III. El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cuál su presión de vapor es igual a la presión exterior. A) VVV B) FVF C) VFV D) FFV E) VFF 16. Indique V si es verdadero o F si es falso: I. No es posible que un cuerpo sólido pase a estado de vapor sin antes pasar el estado líquido. II. Pera que un cuerpo pase de estado líquido a estado de vapor debe recibir cierta cantidad de calor necesariamente. III. Para que un cuerpo pase de estado líquido a estado sólido debe entregar cierta cantidad de calor necesariamente. A) VVV D) VFV

B) FFF

B) 0,80

C) 0,60 E) 1,00

19. Las temperaturas iniciales de “m” kg de un líquido A, “2m” kg de un líquido B y “3m” kg de un líquido C son: 30°C, 20ºC y 10ºC, respectivamente. Mezclando los líquidos A y B le temperatura final es 25°C y mezclando los líquidos B y C la temperatura final es 14,5°C. ¿Calcular la temperatura de equilibrio cuando se mezclan A y C? A) 15°C D) 25ºC

B) 19°C

C) 20°C E) 12ºC

20. En el diagrama Presión - Temperatura para el agua. ¿Qué afirmaciones son verdaderas? I. A la presión de 1 atmósfera, la solidificación es a 0ºC y la ebullición a 100ºC. II. la temperatura crítica es 374°C. III. La temperatura en el punto triple es 0,01°C. P(atm) 218

Pcritica

1 0,006 0 0,01 100 374

A) Todas D) Sólo I

B) Ninguna

T(º C) C) I y II E) I y III

C) FVV E) FFV

17. Señale los enunciados verdaderos: I. La temperatura de fusión depende de la presión exterior. II. El paso de vapor a sólido se llama sublimación directa. III. El calor de fusión representa la cantidad de calor que se debe dar a la unidad de masa de alguna sustancia que ya ha alcanzado su punto de fusión para transformarlo en líquido a la misma temperatura. A) Todos D) II y III

B) I y II

By: Edwin Escalante F.

C) I y III E) III 4