APUNTES DE LA LEY CERO TERMIDINAMICA
Cuando dos o más porciones de materia, a diferentes temperaturas, se ponen en contacto, las partes más calientes ceden calor a las más frías, hasta que alcanzan una temperatura final de equilibrio térmico. La cantidad de calor cedida por las masas más calientes es igual a la cantidad de calor que absorben las más frías. Y esta cantidad de calor es el valor absoluto de Q = m.c.(Tf - Ti) = m.c.∆T siendo, m: la mas expresada en gramos c: el calor específico medido en cal/gramo ∆T: el valor absoluto de la variación de temperatura
1.- Si 0.08 kg de aluminio a 100 grados centígrados se colocan en 0.1kg de agua a 15 grados centígrados. ¿Cual es la temperatura final de la mezcla? c(agua) = 1 cal/gr-ºC ; c(aluminio) = 0,217 cal/gr-ºC respuesta.- Calor cedido por el aluminio Q = m.c.(Tf - Ti) = m.c.∆T Q(al) = 80 * 0,217(100-Tf) Calor absorbido por el agua Q(ag) = 100.1.( Tf - 15)
Igualando los segundos miembros 80 * 0,217(100-Tf) = 100( Tf - 15) efectuando operaciones se obtiene, Tf = 39,16ºC
2.-Una barra caliente de cobre cuya masa es de 1.5 kg se introduce en 4kg de agua, elevando su temperatura de 18 a 28 grados centígrados. ¿Que temperatura tiene la barra de cobre? Respuesta: Calor cedido por el cobre Q = m.c.(Tf - Ti) = m.c.∆T c(agua) = 1 cal/gr-ºC ; c(Cu) = 0,093 cal/gr-ºC
Q(Cu) = 1500 * 0,093(Ti-28) Calor absorbido por el agua Q(ag) = 4000.1.( 28 - 18) Igualando los segundos miembros
1500 * 0,093 (Ti-28) = 4000 (28 - 18) efectuando operaciones se obtiene, Ti = 314,74ºC
3.- Un recipiente de aluminio de 150 gr contiene 200gr de agua a 10 grados centígrados . Determinar la temperatura final del recipiente y del agua, si se introduce en esta un trozo de cobre de 60gr a una temperatura de 300 grados centígrados Respuesta: Calor cedido por el cobre Q = m.c.(Tf - Ti) = m.c.∆T c(agua) = 1 cal/gr-ºC ; c(Al) = 0,217 cal/gr-ºC
Q(co) = 60 * 0,0,093(300-Tf) Calor absorbido por el agua Q(ag) = 200.1.( Tf - 10) Calor absorbido por el aluminio Q(al) = 150.0,217.( Tf - 10) Igualando el calor cedido por el cobre y la suma de los calores absorbidos por el aluminio y el agua 60 * 0,0,093 (300-Tf) = 150.0,217.( Tf - 10) + 200.1.( Tf - 10) efectuando operaciones se obtiene, Tf = 16,8ºC 4. En su luna de miel, James Joule viajó de Inglaterra a Suiza. Trató de verificar su idea de la convertibilidad entre energía mecánica y energía interna al medir el aumento en temperatura del agua que caía de una catarata. Si el agua de una catarata alpina tiene una temperatura de 10°C y luego cae 50 m (como las cataratas del Niágara) , ¿qué temperatura máxima podría esperar joule que hubiera en el fondo de las cataratas?
5. La temperatura de una barra de plata sube 10°C cuando absorbe 1.23 kj de energía por calor. La masa de la barra es de 525 g. Determine el calor específico de la plata.
6. Una muestra de 50 gr de cobre está a 25°C. Si 1200 j de energía se le agregan por calor, ¿cuál es la temperatura final del cobre?
7. Una herradura de hierro de 1.5 kg inicialmente a 600°C se deja caer en una cubeta que contiene 20 kg de agua a 25°C. ¿Cuál es la temperatura final? (Pase por alto la capacidad calorífica del recipiente, y suponga que la insignificante cantidad de agua se hierve.)
