Calor Pedro Arancibia Correa FÍSICA Instituto IACC 06 de Noviembre de 2017
Desarrollo Ejercicio 1: Determine la cantidad de calorías necesarias para elevar 5.5 litros de agua
desde 22° [C] hasta 84° [C]. (*Documento Semana 5 – IACC) Calorías en 5.5 litros de agua = 5.500 gms de agua Diferencia entre grados C = 22° a 84° = 62° Por lo tanto = 5500gms de agua * 62° = 341000 Resultando las calorías necesarias son = 341000 Cal
Ejercicio 2: Una barra Hierro de
= 2.8 [kg] aumenta su temperatura dentro del horno
desde los = 33° [C] hasta los = 438° [C]. Determine la cantidad de calor transferido al hierro. (*Documento Semana 5 – IACC) Desarrollo: Q= 460 [JKg∗ºC] * 2.8 [Kg] * (33ºC –438ºC) Q= 460JKg∗ºC* 2.8 [Kg] * 405ºC Q= 460JKg∗ºC * 1134 Q = 521.640 [J] es igual al calor transferido al hierro
Ejercicio 3: Una técnica muy antigua para aumentar la dureza de los metales era
templarlos. Esta técnica consiste en calentar los metales a una temperatura muy elevada y bruscamente enfriarlos, sumergiéndolos en agua fría. Consideremos una espada de hierro de
= 1.2 [kg] puesta al fuego hasta alcanzar una temperatura
=
620° [C], que luego se sumerge rápidamente a una tinaja con 8 litros de agua ( = 8.0 [kg]). Después de unos segundos, el agua y el hierro alcanzan la misma temperatura. Determine el valor de esta temperatura. (*Documento Semana 5 – IACC)
Q= m * Ce * AT = m * Ce * (Tf –To) En donde m= 1.2 Kg = 1200 g Ce: Calor especifico del hierro = 0.11cal/ g*º To = 620ºC Tf= incógnita X Q = 1.2 * 0.11 (g * ºC) * (620ºC-x) Luego mediante el calor del agua tenemos Q= m * Ce *AT M= 8 Kg Ce del agua = 1 cal / (g*ºC) AT= (x-25ºC) en donde la temperatura inicial es de 25ºC Q= 8000 g * 1 cal / (g*ºC) * (x-25ºC) Al igualar los valores nos queda 1200 * 0,11 (620 – x) = 8000 (x-25) En donde la ecuación con la incógnita queda = 818,4 – 1,32x = 80x –2000
80x + 1,32x = 2000 + 808,4 81,32x = 2818,4 = >X = 2818,4 / 81,32 = 34,7ºC Por lo tanto la temperatura entre agua y el hierro es de = 34,7ºC
Ejercicio 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. (*Documento Semana 5 – IACC) Ya que hoy trabajo en minería, creo que una forma simple de explicar los mecanismos de transmisión de calor a un nivel Industrial o gra n
escala es el del “FUNDICION DE
COBRE”
Y partiremos por la CONDUCCION se ve en el ingreso del cobre liquido o derretido a la rueda de moldeo, en donde esta temperaturas muy elevadas, claro que este proceso se ve de forma inmediata al ingreso del líquido caliente desde la base en donde se derrite que es un horno el cual trabaja a una temperatura 1450 a 1600 grados Celsius determinada el fuego derrite el metal al interior de un horno llamado convertidores y luego lo transfiere a los moldes de la rueda de moldeo en donde el producto ahí pasa a llamarse ánodo . Seguiremos con la CONVERSION, se puede observar en este mismo ejemplo en donde el material orgánico que ingresa al horno es sólido llamado concentrado de cobre, y debido al calor proporcionado en los hornos el cual este se va derritiendo cayendo y en su interior deja flotando el cobre en forma líquida, quedando debajo solo el material blanco o también llamado escoria.
Por ultimo RADIACION, esta comúnmente se da en la gran mayoría de las empresas, que dependen de energía solar para realizar sus operaciones mineras, ya que debido a la gran demanda de energía en chile y debido a distintas iniciativas y proyectos tanto en el ámbito hídrico como termoeléctrico que no fueron aprobados por los organismos pertinentes, se optó por recurrir a las energías renovables y dado a las características tanto de clima como de espacio físico estas han proliferado en el norte de nuestro país, están cuentan con paneles solares, los cuales son todos por vidrios de color negro los cuales son más absorbentes a la energía solar, o la radiación, y aun en días nublados cumplen su objetivo, al igual que los trabajadores de faenas mineras o temporeros utilizan por regla general ropa blanca o clara para así no absorber la radiación del sol ni energía solar.
Bibliografía
IACC (2017). Termodinámica: temperatura, calor y primera ley de termodinámica. Física. Semana 5.
