Actividad 1. Aplicaciones de la termodinámica
Sabes que la energía fluye entre los sistemas y que este flujo se da en primera instancia por un gradiente térmico, donde el calor se dirige del sistema con mayor temperatura al de menor temperatura. Ahora aplicarás lo que has estudiado sobre la energía en forma de calor en esta unidad.
ee cada una de las siguientes situaciones donde hay flujo de calor. !eali"a los cálculos necesarios #incluye su desarrollo$ y responde lo que se te solicita con base en ellos. %s importante mencionarte que los datos cambiarán cada ve" que ingreses a la actividad, por lo que te sugerimos tomar nota de ellos. %s indispensable que registres los datos asignados por la plataforma, de lo contrario no será posible evaluar tu actividad. 1. &espués de varias horas de sue'o en las que permaneces cobijado, al despertar tu temperatura corporal es de( 37 °C , pero en tu habitaci)n la temperatura es diferente, dado que hay una masa de aire a 19 °C . *uando te levantas hay un intercambio de energía entre tu cuerpo y el medio ambiente, pero( a. +uién gana calor!%l ! %l aire es el que gana calor, el calor es una forma de energía que se transmite en virtud de una diferencia de temperatura y fluye desde el cuerpo más caliente hacia el más frio. /or lo tanto, en este caso, el calor se transmitirá del cuerpo humano que está a 02* al aire de la habitaci)n que está a 132*. b. +*uál es la magnitud de la ganancia-
! Aire cantidad de calor absorbida #4567.34$#5.48$#9:13$ *uerpo cantidad de calor cedida #61555$#5.70$#0:9$ #4567.34$#5.48$#9:13$
#61555$#5.70$#0:9$
836;.159:38006.3170015;5605 #836;.15<;5605$9136686.3 9136686.3=;;;3;.150;.032c *alor absorbido por el aire( #4567.34$#5.48$#0;.03:1$31057.45014 *alor cedido por el cuerpo( #61555$#5.70$#0:0;.03$71;18.0 as diferencias entre los dos valores son debidas a las apro>imadas de los decimales. c. +*uál es la temperatura del equilibrio térmico! 0;.032* *onsidera que tu masa corporal es de 61 555 g, la masa de aire de tu habitaci)n es de 4567.34 g, el calor específico del aire es de 5.48
y el del cuerpo humano 5.70
.
4. &espués de levantarte y ba'arte decides planchar tu ropa que se encuentra en una habitaci)n con una temperatura de 40 °C . *omo es una prenda delicada, programas la plancha en un punto muy bajo, a la misma temperatura que la ropa. +*uánto calor hay entre la ropa y la plancha- +uién transfiere la energía-
! %l calor es una energía que se transfiere en virtud de la diferencia de temperatura, del cuerpo más caliente al más frío. %n este caso la ropa y la plancha se han fijado a la misma temperatura, por lo tanto no hay transferencia de calor entre la ropa y la plancha, ninguno transfiere energía al otro.
0. /ara desayunar preparas café soluble en 655 ml de agua #1555 ml 1555 g de agua$ a 34 °C . Si tomas 455 ml en una ta"a, a la cual le a'ades 4; g de agua a 1; °C para disminuir su temperatura(
a. +*uál es la temperatura final del café- *onsidera que el calor específico es el mismo para el agua y para el café preparado. !%l calor absorbido por el gua calor liberado por el café *alor absorbido o liberado masa?calor específico ?
∆t
*alor concebido por el agua 4;> *e> #9 final:9 inicial$ 4;> *e> #9 final:1;2$ *alor liberado por el café 455> *e #9 inicial: 9 final$ 455> *e #34: 9 final$ #9final:1;$85#34:9 final$ 9final:1;0675:859 final 9final<850675<1;
81 9final063; 9final35.142* b. os 855 ml restantes del café preparado los vacías en un termo y como se ha enfriado un poco mientras desayunabas ahora tiene una temperatura de 73 °C . Al mediodía, cuando tomas tu café en el almuer"o te das cuenta de que tiene la misma temperatura. +/or qué se mantuvo la temperatura del café preparado en el termo! /orque el termo está construido con material aislante que minimi"a la transferencia de calor por cualquiera de los mecanismos, es decir aísla térmicamente el contenido, impidiendo haya intercambio cal)rico con el medio. %so se logra por tres vías(1$uso de material aislante, 4$ creaci)n de una cámara de vacío, con lo que se suprime la transmisi)n de calor por conducci)n y convecci)n y 0$ una superficie interna de vidrio, recubierta de un material pulido que refleje el calor #plata es lo com@n$, para que eliminar la transferencia de calor por radiaci)n .