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• Eduardo

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1.- Determine la cantidad de calorías necesarias para elevar 5.5 litros de agua desde 22°[C]hasta 84°[C] Se sabe que con una caloría se sube un grado un gramo de agua. Por lo tanto se necesitan 5.500 calorías para subir un grado los 5.500 gramos de agua. Cantidad de grados que hay desde los 22°C hasta los 84°C es de 62°C Entonces, la cantidad de calorías que se necesitan para elevar 5.5 litros es: Q=5.500 ×62 Q= 341.000 Calorías

2.- Una barra Hierro de m =2.8[kg] aumenta su temperatura dentro del horno desde los T =33°[C]hasta los T =438°[C]. Determine la cantidad de calor transferido al hierro. Ecuación: Q = Chierro * m * (Tf – Ti) Datos Chierro: 460 (J/Kg * ºC) (valor según tabla calores específicos) m: 2,8 Kg Ti: 33º C Tf: 438º C Reemplazando: Q = 460 (J/Kg * ºC) * 2,8 (Kg) * ( 438º C – 33º C) Q = 460 (J/Kg * ºC) * 2,8 (Kg) * 405º ( C ) Q = 460 (J) * 2,8 * 405 Q = 521.640 (J) La cantidad total de calor transferido al hierro es de 521.640 (J)

3.- Una técnica muy antigua para aumentar la dureza de los metales era templarlos. Esta técnica consiste en calentar los metales una temperatura muy elevada y bruscamente enfriarlos, sumergiéndolos en agua fría. Consideremos una espada de hierro de m=1.2[kg]puesta al fuego hasta alcanzar una temperatura T=620°[C], que luego se sumerge rápidamente a una tinaja con 8 litros de agua (m=8.0[kg]). Después de unos segundos, el agua y el hierro alcanzan la misma temperatura. Determine el valor de esta temperatura.

Ecuación: “Calor perdido por la espada de hierro” Q = m * Ce * ΔT = m * Ce * (Tf - To) Datos: m = 1,2 kg = 1200 g Ce: calor específico del hierro = 0,11 cal / (g * °C) To = 620°C Tf = x Reemplazando: Q = 1200 g * 0,11 cal / (g * °C) * (620°C - x)

Ecuación: “Calor ganado por el agua” Q = m * Ce * ΔT m = 8 kg Ce del agua = 1 cal / (g * °C) Temperatura inicial del agua= 25°C, ΔT = (x - 25°C) Reemplazando: Q = 8000 g * 1 cal / (g*°C) * (x - 25°C). Por lo tanto: 1200 * 0,11 ( 620 - x) = 8000 (x -25) 132 * (620 – x) = 8000x – 200000 81840 – 132x = 8000x – 200000 8132x = 281840 X = 281840 / 8132 X = 34,67 El valor de la temperatura es de 34,7 °C

4.- Cite un ejemplo a nivel industrial, donde se encuentre relacionado el calor y la temperatura y los mecanismos de transmisión de calor, es decir, la conducción, convección y radiación. Recuerde que debe ser explicado con los términos físicos adecuados.

Calor y temperatura son conceptos que en el lenguaje cotidiano se confunden, pero son diferentes. La temperatura se refiere a la sensación de frío o caliente al tocar algun objeto .En cambio el calor es una transferencia de energía de una partea otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, producida por una diferencia de temperatura. La conducción: Es la transferencia de calor en escala atómica a través del choque de unas moléculas con otras, donde las partículas más energéticas le entregan energía a las menos energéticas, produciéndose un flujo de calor desde las temperaturas más altas a las más bajas. La conducción de calor sólo ocurre si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio conductor. La convección: es el mecanismo de transferencia de calor por movimiento de masa o circulación dentro de la sustancia. Puede ser natural producida solo por la s diferencias de densidades de la materia; o forzada, cuando la materia es obligada a moverse de un lugar a otro, por ejemplo el aire con un ventilador o el agua con una bomba. Sólo se prod uce en líqui dos y gas es donde los áto mos y moléculas

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