Page 385 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

17.4. Si dos objetos tienen la misma capacidad calorífica,
¿deben estar hechos forzosamente del mismo mate­
rial? ¿Qué podemos decir de ellos si ambos tienen
el mismo calor específico?
17.5. ¿Por qué se considera que la temperatura es una
cantidad fundamental?
17.6. En la figura 17.8 se presenta una analogía mecánica
del concepto de equilibrio térmico. Cuando se abra
la válvula, el agua fluirá hasta que tenga el mismo
nivel en cada tubo. ¿Cuáles son las analogías con la F igura 17.8 Analogía m ecánica de cómo se igualan las
temperatura y la energía térmica? temperaturas.
17.7. En una mezcla de hielo y agua, la temperatura tanto
del hielo como del agua es de 0°C. ¿Por qué enton­
ces el hielo parece más frío al tacto? 17.9. La temperatura de 1 g de hierro se eleva en 1°C.
17.8. ¿Por qué el vapor a 100°C produce una quemadura ¿Cuánto calor más se requeriría para elevar la tem­
mucho más intensa que el agua a 100°C? peratura de 1 Ib de hierro en 1°F?

Problemas

Nota: Tome como referencia las tablas 17.1 y 17.2 para los 17.9. Un casquillo de cobre de 8 kg tiene que calentarse
valores aceptados del calor específico, el calor de vaporiza­ de 25 a 140°C con el fin de expandirlo para que se
ción y el calor de fusión de las sustancias mencionadas en los ajuste sobre un eje. ¿Cuánto calor se requirió?
siguientes problemas. Resp. 358.8 kJ
17.10. ¿Cuántos gramos de hierro a 20°C será necesario ca­
Secciones 17.2 y 17.3 Cantidad de calor y capacidad lentar a 100°C para que liberen 1800 cal de calor du­
calorífica específica rante el proceso de volver a su temperatura original?
17.1. ¿Qué cantidad de calor se requiere para cambiar la 17.11. Un trozo de 4 kg de metal (c = 320 J/(kg°C)) se
temperatura de 200 g de plomo, de 20 a 100°C? encuentra inicialmente a 300°C. ¿Cuál será su tem­
Resp. 496 cal peratura final si pierde 50 kJ de energía calorífica?
17.2. Cierto proceso requiere 500 J de calor. Exprese esta "Resp. 261 °C
energía en calorías y en Btu. 17.12. En un tratamiento a base de calor, una parte de co­
17.3. Un horno aplica 400 kJ de calor a 4 kg de una sus­ bre caliente se enfría con agua, por lo cual pasa de
tancia, causando que su temperatura se eleve en 400 a 30°C. ¿Cuál era la masa de dicha parte si per­
80°C. ¿Cuál es el calor específico? dió 80 kcal de calor?
Resp. 1250 J/(kg°C)
Sección 17.4 La medición del calor
17.4. ¿Qué cantidad de calor se liberará cuando 40 Ib de
cobre se enfrían de 78 a 32°F? 17.13. Un tubo de cobre de 400 g que se encuentra inicial­
17.5. Un automóvil de 900 kg que viaja con una veloci­ mente a 200°C se sumerge en un recipiente que con­
dad inicial de 20 m/s se detiene. El trabajo requerido tiene 3 kg de agua a 20°C. Pasando por alto otros
para que se detenga el carro es igual a su cambio en intercambios de calor, ¿cuál será la temperatura de
la energía cinética. Si todo este trabajo se convirtie­ equilibrio de la mezcla? Resp. 22.2°C
ra en calor, ¿qué cantidad equivalente se pierde en 17.14. ¿Qué cantidad de aluminio (c = 0.22 cal/(g°C)) a
kilocalorías? Resp. 43 kcal 20° C tendrá que añadirse a 400 g de agua caliente
17.6. Un aparato de aire acondicionado tiene un régimen a 80°C para que la temperatura de equilibrio sea de
nominal de 15 000 Btu/h. Exprese esta potencia en 30°C?
kilowatts y en calorías por segundo. 17.15. Un trozo de metal de 450 g se calienta a 100°C y
17.7. En una taza de cerámica de 0.5 kg se sirve café luego se deja caer en la taza de un calorímetro de
caliente con un calor específico de 4186 J/(kg°C). aluminio de 50 g que contiene 100 g de agua. La
¿Cuánto calor absorbe la taza si la temperatura se temperatura inicial de la taza y del agua es de 10°C
eleva de 20 a 80°C? Resp. 125.6 kJ y la temperatura de equilibrio es de 21.1 °C. Calcule
17.8. Un motor eléctrico de 2 kW tiene 80% de eficiencia. el calor específico del metal.
¿Cuánto calor se pierde en 1 h? Resp. 0.0347 cal/g°C

366 Capítulo 17 Resumen y repaso