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CONTENIDOS DE RECUPERACION FISICA DE QUINTO 2015
Cantidad de calor
Capacidad de calor especifico
Medición del calor
Calor ganado y calor perdido.
Cambio de fase
Mezcla en un cambio de fase
Electrostática, carga eléctrica, conductores y aislantes
Ley de Coulomb
Fuerza eléctrica resultante.
1) Padeciendo un cuadro de gripe, un hombre de 80 kg tuvo una fiebre de 39.0 °C
Respuestas
(102.2 °F), en vez de la temperatura normal de 37.0 °C (98.6 °F). Suponiendo que el
cuerpo humano es agua en su mayoría, ¿cuánto calor se requirió para elevar su
temperatura esa cantidad?
1)
Q=669,760J
2)
Q= 5.79×10 J
3)
a) 8.04×10 J b) 402 s= 6.7 min
4)
240 J/kg Cº
5)
t=1400 s= 23 min.
6)
a) 36.85 C b) si es posible
7)
TE = 22.2º C
8)
c = 0.0347 cal/g Cº
9)
T= 337º C
2) Una tetera de aluminio de 1.50 kg que contiene 1.80 kg de agua se pone en la
estufa. Si no se transfiere calor al entorno, ¿cuánto calor debe agregarse para elevar
la temperatura de 20.0 °C a 85.0 °C?
3) Tratando de mantenerse despierto para estudiar toda la noche, un estudiante
prepara una taza de café colocando una resistencia eléctrica
de inmersión de 200 W en 0.320 kg de agua. a)¿Cuánto calor debe agregarse al agua
para elevar su temperatura de 20.0 °C a 80.0 °C?
b) ¿Cuánto tiempo en minutos se requiere? Suponga que toda la potencia se
invierte en calentar el agua.
4) Imagine que le dan una muestra de metal y le piden determinar su calor
específico. Pesa la muestra y obtiene un valor de 28.4 N. Añade con mucho cuidado
1.25 3 104 J de energía calorífica a la muestra, y observa que su temperatura
aumenta 18.0 C°. ¿Qué calor específico tiene la muestra?
5) Al correr, un estudiante de 70 kg genera energía térmica a razón de 1200 W. Para
mantener una temperatura corporal constante de 37 °C, esta energía debe
eliminarse por sudor u otros mecanismos. Si tales mecanismos fallaran y no pudiera
salir calor del cuerpo, ¿cuánto tiempo podría correr el estudiante antes de sufrir un
daño irreversible? (Nota: las estructuras proteínicas del cuerpo se dañan
irreversiblemente a 44 °C o más. La capacidad calorífica específica del cuerpo
0
humano es de alrededor de 3480 J/kg C poco menos que la del agua; la diferencia se
debe a la presencia de proteínas, grasas y minerales, cuyo calor específico es menor
que el del agua.)
6) Antes de someterse a su examen médico anual, un hombre de 70.0 kg cuya
temperatura corporal es de 37.0 °C consume una lata entera de 0.355 L de una
bebida gaseosa (principalmente agua) que está a 12.0 °C. a) Determine su
temperatura corporal una vez alcanzado el equilibrio. Desprecie cualquier
calentamiento por el metabolismo del hombre.
b) ¿El cambio en su temperatura corporal es lo bastante grande como para medirse
con un termómetro médico?
7) Un tubo de cobre de 400 g que se encuentra inicialmente a 200º C se sumerge en
un recipiente que contiene 3 kg de agua a 20º C. Pasando por alto otros
intercambios de calor, ¿cuál será la temperatura de equilibrio de la mezcla?
8) Un trozo de metal de 450 g se calienta a 100º C y luego se deja caer en el
recipiente de un calorímetro de aluminio de 50 g que contiene 100 g de agua. La
temperatura inicial de la taza y del agua es de 10º C y la temperatura de equilibrio
es de 21.1º C. Halle el calor específico del metal
9) Un trabajador saca un trozo de hierro de 2 kg de un horno y lo coloca en un
recipiente de aluminio de 1 kg, que se ha llenado parcialmente con 2 kg de agua. Si
la temperatura del agua sube de 21 a 50º C, ¿cuál era la temperatura inicial del
hierro?
10) Cincuenta gramos de perdigones de cobre se calientan a 200º C y luego se
introducen en una taza de aluminio de 50 g que contiene 160 g de agua. La
temperatura inicial de la taza y el agua es de 20º C. ¿Cuál es la temperatura de
equilibrio?
10)
5
4
o
TE = 24.8º C
1) ¿Cuánto calor se requiere para convertir 6 gramos hielo a -10 oC en vapor a 1100C?
o
0
2) ¿Cuánto calor se requiere para convertir 3 g de hielo a 0 C en vapor a 100 C?
0
Respuestas
0
3)¿Cuántos gramos de vapor a 120 C se deben mezclar con 100g de hielo a -10 C con
0
el fin de que la temperatura de equilibrio sea de 40 C?
0
0
4)¿Cuántos gramos de hielo a -20 C se deben mezclar con 8 gramos de vapor a 130 C
0
con el fin de que la temperatura de equilibrio sea de 22 C?
0
0
5)2kg de hielo a -15 C se mezclan con 400g de vapor a 120 C. Determine la
temperatura de equilibrio.
6)¿Qué masa de agua que inicialmente estaba a 20º C se debió mezclar con 2 kg de
hierro para hacer que la temperatura del hierro bajara de 250º C a una temperatura
de equilibrio de 25º C?
7) 80 gramos de perdigones de cobre se calientan a 100º C y luego se introducen en
una taza de aluminio de 50 g que contiene 200 g de agua. La temperatura inicial de la
taza y el agua es de 20º C. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio?
8) ¿Cuánto hielo a −10º C se debe agregar a 200 g de agua a 50º C para que se
produzca la temperatura de equilibrio a 40º C?
9) ¿Cuántos gramos de vapor a 100º C es necesario mezclar con 200 g de agua a 20º C
a fin de que la temperatura de equilibrio sea de 50º C?
10)100 g de hielo a 0º C se mezclan con 600 g de agua a 25º C. ¿Cuál será la
temperatura de equilibrio para la mezcla?
11) Si 80 g de plomo derretido a 327.3º C se vierten en un molde de hierro de 260 g
cuya temperatura inicial es de 20º C, ¿cuál será la temperatura de equilibrio si las
demás pérdidas son insignificantes?
12)Una bala de plomo de 5 g que se mueve a 200 m/s se incrusta en un trozo de
madera. La mitad de su energía inicial es absorbida por la bala. ¿Cuál es el incremento
registrado en la temperatura de la bala?
13)Se han fabricado cuatro bloques de 200 g de cobre, aluminio, plata y plomo, de
modo que todos tengan la misma masa y la misma área en su base (aunque sus alturas
sean diferentes). La temperatura de cada bloque se eleva de 20 a 100º C aplicando
calor a razón de 200 J/s. Calcule cuánto tiempo necesita cada bloque para llegar a
100º C.
14) Si 100 g de agua a 20º C se mezclan con 100 g de hielo a 0º C y 4 g de vapor a 100º C,
halle la temperatura de equilibrio
1)18,297J
2) 9,025.8J
3) 20.51g
4) 45.18g
5)35.35 º C
6) 10.11g
7) 22.73 º C
8)16.03 g
9)10.2g
10) 10.0º C
11) 44.1C
12) 76.9 Cº
13) 31.2 s, 73.6 s, 18.4 s,
10.4 s
14)22.44 º C
1) si tenemos hielo bajo cero y se lleva
a vapor a más de 1000C en que
momento la temperatura permanece
constante:
Respuesta:______________________
_______________________________
_______________________________
2) Defina la ley de Coulomb
_______________________________
_______________________________
_______________________________
14) ¿Cuál es la fuerza eléctrica de
repulsión entre dos protones separados
-15
4x10 m uno de otro en el núcleo
atómico?
Respuesta:______________________
15)Dos
esferas
cargadas
están
separadas 8.45 cm. Se mueven las
esferas y se encuentra que la fuerza
entre ellas se ha triplicado. ¿A qué
distancia se encuentran ahora?
Respuesta:____________________
3) Defina que es capacidad calorífica :
_______________________________
_______________________________
_______________________________
16)Dos pequeñas esferas no conductoras
tienen una carga total
de 90µC. a) Cuando se colocan a 1.16 m, la
fuerza que ejercen entre sí es de 12 N y es de
repulsión. ¿Cuál es la carga en cada una de
ellas?:_______________________
4) Dos cargas q1 y q2 que se
encuentran separadas por una
distancia d se atraen con una
fuerza F. Si se aumenta la
distancia entre ellas a 3d , la
fuerza entre ellas pasa a ser
a)F/3 b)F/9 c)3F d)2F e)4F
5) Se tiene un tanque que contiene
20,000 g de agua a 10 ºC. Cuantas
calorías absorbe cuando se calienta
hasta 40 ºC.
Respuesta: ____________________
6) Se tiene un recipiente de hierro
de 40 gr que contiene 180 gr de
agua a 15 ºC Dentro de dicho
recipiente se coloca 70 gr de
perdigones de hierro a 110 ºC.
Calcular la temperatura resultante.
Respuesta:___________________
se tiene 1 g de hielo a -400C y se lleva
hasta vapor a 1300C:
7)cuanto calor se requiere para
llevarlo a su punto de fusión
8) a)cuanto calor en total se requiere
para que el hielo se convierta en agua
0
a 0 C:________________________
b) cuanto calor en total se requiere
para que el hielo se convierta en agua
a 1000C:_______________________
9) cuanto calor en total se requiere
para que el hielo se convierta en
vapor
a
1000C:_______________________
10) )¿Cuántos gramos de vapor a 300
0
C se deben mezclar con 300g de
hielo a -300C con el fin de que la
temperatura de equilibrio sea de
0
56 C?:_______________
11)Esteban quiere saber a que
temperatura llegara su vaso de 250ml
de agua que esta a una temperatura
de 260C si se le agrega 5 cubos de
hielo cada uno de 10 g y que están a
una
temperatura
de
00C:______________
12) una bicicleta de 50k de masa se
desplaza a 2m/s. ¿Cuántas kilocalorías
se transfieren a los frenos al
detenerlo?
Respuesta:____________________
17) Se coloca una carga de 4.15 mC en
cada uno de los vértices
de un cuadrado de 0.100 m de arista.
Determine la magnitud y
la dirección de la fuerza en cada carga.
Respuesta:__________________
13)¿Cuál es la magnitud de la fuerza que
ejerce una carga de 125 µC sobre otra carga
de 125 mC si están separadas 28 cm?
18) defina que es una caloría:
____________________________
____________________________
____________________________
19) Una partícula alfa consiste en dos
protones y dos neutrones (sin carga).
¿Cuál es la fuerza de repulsión entre
dos partículas alfa separadas 2 mm
entre sí?
Respuesta:_____________________
Lv del agua 2.256x106 J/kg
Lf del agua 334x103J/kg
Partículas
Carga(C)
Electrón (e)
- 1.6 x10 −19 C
+ 1.6 x10
Protón (p)
Neutrón (n)
2
C
9.11x10 −31
1.67 x10 −27
1.67 x10 −27
0
k = 9 x10 Nm / c
9
−19
Masa (kg)
2
RESPUESTAS
1) en la fusión y en la evaporización
2) La magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas
puntuales es directamente proporcional al producto de
las cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de
la distancia que las separa.
3) es la relación del calor suministrado respecto al
correspondiente incremente de temperatura de un
cuerpo
4)B
5)600,000cal
0
6)18.9 C
7)83.6J
8)417.6J
8)836.2J
9)3,092.2J
10)66.660C
0
11)8.37 C
12)0.02389kcal
13)1,793,686.22N
14)14.4N
15)0.1678m
16)30µC y 60 µC
0
17)37,420,913.78N, 45 SO
18) es la cantidad de calor que se requiere para elevar
0
la temperatura de 1 g de agua en 1 C .
-22
19)2.30x10 N
0
20)0.2828N, 53.4 NE
Respuesta:____________________