Page 386 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

17.16. ¿Qué masa de agua que inicialmente estaba a 20°C temperatura inicial del cobre era de 20°C, ¿cuánto
se debió mezclar con 2 kg de hierro para hacer que calor en total se necesita para fundir el cobre?
la temperatura del hierro bajara de 250°C a una tem­ Resp. 2.96 X 108 J
peratura de equilibrio de 25°C? 17.22. ¿Cuánto calor se requiere para fundir totalmente 20
17.17. Un trabajador saca un trozo de hierro de 2 kg de g de plata a su temperatura de fusión?
un horno y lo coloca en un recipiente de aluminio 17.23. ¿Qué cantidad de calor se necesita para convertir 2
de 1 kg, que se ha llenado parcialmente con 2 kg de kg de hielo a —25°C en vapor a 100°C?
agua. Si la temperatura del agua sube de 21 a 50°C, Resp. 6.13 X 106 J
¿cuál era la temperatura inicial del hierro? 17.24. Si 7.57 X 106 J de calor se absorben en el proceso
Resp. 336.67°C de fundir por completo un trozo de 1.60 kg de un
17.18. ¿Cuánto hieiTo a 212°F se deberá mezclar con 10 Ib metal desconocido, ¿cuál es el calor latente de fu­
de agua a 68°F con el fin de tener una temperatura de sión y de qué metal se trata?
equilibrio de 100°F? 17.25. ¿Cuántos gramos de vapor a 100°C es necesario
17.19. Un bloque de cobre de 1.3 kg se calienta a 200°C y mezclar con 200 g de agua a 20°C con el fin de que
luego se introduce en un recipiente aislado que se la temperatura de equilibrio sea de 50°C?
ha llenado parcialmente con 2 kg de agua a 20°C. Resp. 10.17 g
¿Cuál es la temperatura de equilibrio? 17.26. ¿Cuánto calor se libera en total cuando 0.500 Ib de
Resp. 30.3°C vapor a 212°F se convierte en hielo a 10°F?
17.20. Cincuenta gramos de perdigones de cobre se calien­ 17.27. Cien gramos de hielo a 0°C se mezclan con 600 g de
tan a 200°C y luego se introducen en una taza de agua a 25°C. ¿Cuál será la temperatura de equilibrio
aluminio de 50 g que contiene 160 g de agua. La para la mezcla? Resp. 10.0°C
temperatura inicial de la taza y el agua es de 20°C. 17.28. Cierta calidad de gasolina tiene un calor de combus­
¿Cuál es la temperatura de equilibrio? tión de 4.6 X 10' J/kg. Suponiendo una eficiencia
de 100%, ¿cuánta gasolina habrá que quemar para
Sección 17.5 Cambio de fase fundir totalmente 2 kg de cobre a su temperatura de
fusión?
17.21. En una fundición hay un horno eléctrico con capa­
cidad para fundir totalmente 540 kg de cobre. Si la

Problemas adicionales

17.29. Si se aplican 1600 J de calor a una esfera de bronce, cialmente lleno con 300 g de agua. Si la temperatura
su temperatura sube de 20 a 70°C. ¿Cuál es la masa inicial de la taza y el agua era de 15°C, ¿cuál será la
de esa esfera? Resp. 82.1 g temperatura de equilibrio? Resp. 30.3°C
17.30. ¿Cuánto calor absorbe un congelador eléctrico 17.36. ¿Cuántas libras de carbón será necesario quemar
cuando hace que la temperatura de 2 kg de agua para derretir totalmente 50 Ib de hielo en un cale­
descienda de 80 a 20°C? factor cuya eficiencia es del 60%?
17.31. Un elemento calefactor proporciona una potencia 17.37. Si 80 g de plomo derretido a 327.3°C se vierten en
de salida de 12 kW. ¿Cuánto tiempo se necesita un molde de hierro de 260 g cuya temperatura ini­
para fundir por completo un bloque de plata de 2 cial es de 20°C, ¿cuál será la temperatura de equi­
kg? Supongamos que no hay ningún desperdicio de librio si las demás pérdidas son insignificantes?
potencia. Resp. 14.7 s Resp. 58.9°C
17.32. ¿Cuánto hielo a — 10°C se debe agregar a 200 g de 17.38. ¿Qué temperatura de equilibrio se alcanza cuando 2
agua a 50°C para que se produzca la temperatura Ib de hielo a 0°F se colocan en una taza de aluminio
de equilibrio a 40°C? de 3 Ib que contiene 7.5 Ib de agua? La temperatura
17.33. Suponga que 5 g de vapor a 100°C se mezclan con de la taza y la del agua son inicialmente de 200°F.
20 g de hielo a 0°C. ¿Cuál será la temperatura de 17.39. Un colector solar tiene 5 m2 de área y la potencia de
equilibrio? Resp. 64.0°C la energía solar llega hasta él a razón de 550 W/m2.
17.34. ¿Cuánto calor desarrollan los frenos de un camión Esta potencia se usa para elevar la temperatura de
de 4000 Ib para frenar al vehículo a partir de una 200 g de agua de 20 a 50°C. ¿Cuánto tiempo reque­
rapidez de 60 mi/h? rirá este proceso? Resp. 9.13 s
17.35. Doscientos gramos de cobre a 300°C se introducen 17.40. Si 10 g de leche a 12°C se agregan a 180 g de café
en una taza de calorímetro de cobre de 310 g par­ a 95°C, ¿cuál será la temperatura de equilibrio? Su-

Capítulo 17 Resumen y repaso 367