TP N º 3 : PROBLEMAS DE FÍSICA MATERIA Y ENERGÍA 2010

1.   Calcular qué cantidad de calor hay que entregarle a una masa de 3 kg de agua  para calentarla de 20 ºC  a 100 ºC.  Idem para 3 Kg de hierro.

Ce del hierro = 0,1 Kcal / Kg x ºC ; Ce del agua = 1 Kcal / Kg x ºC.

Respuesta: El agua requiere 240 Kcal ;  el hierro,   24  Kcal.

Hago el planteo del calor entregado a cada cuerpo. Para el agua:
  Q = Ce x m (T_f -T_i )   QH₂O = 1  ^Kcal        _{x  3 Kg x ( 100ºC –20ºC )}

                                                      ^{Kg . ºC}

                                  ^Q _H2O ^{= 240  Kcal}

Para el hierro: 
Q = Ce x m (T_f -T_i )       Q_fe = 0,1  ^Kcal           _{x 3 Kg  x  ( 100ºC –20ºC )}

                                                  ^{Kg . ºC}

                                                            ^Q _Fe^{=  24 kcal}

La cantidad de calor que hay que entregarle al agua es 10 veces mayor.

Esto pasa porque el  Ce del  agua es 10 veces mayor que el Ce del fe.

2. Calcular la cantidad de calor que hay que entregarle a un cubito de hielo de 50 g que está a  - 30 ºC para derretirlo y obtener agua a 0 ºC.

Ce del hielo= 0,5  cal / g x ºC  ;  Ce del agua = 1 cal / g x ºC.

Calor latente del hielo = 80 cal / g

Respuesta:    4750 cal.

3. Calcule la cantidad de calor necesaria para fundir 200 g de aluminio que están a temperatura de inicio de fusión.

Calor de fusión del aluminio: 94 cal / g

Respuesta:   18.800 cal.

4. Cuál será la variación de temperatura experimentada por una masa de 7g de aluminio (Ce del aluminio = 0,220 cal / g ) si absorbió 170 cal?

Respuesta:    Δt = 110, 3 ºC.

5. Cuál será el coeficiente de dilatación lineal del cobre si un hilo de ese metal tiene 140 m de largo a 0ºC  y adquiere, al ser calentado a 350 ºC, una longitud de 140, 8673 m.

Respuesta:  λ =  0,0000177 1 / ºC

6. Qué longitud tendrá un hilo de cobre, cuyo coeficiente de dilatación es 0,0000177 1 /ºC ,  calentado por el sol hasta 35 ºC  si a 0ºC su longitud era de 1400 m ?

Respuesta:   1401, 3629 m

7.  Cuando se coloca agua en una cubetera y se retira antes de la formación total del hielo observamos que había empezado a solidificarse la parte superior mientras que en la parte inferior aún queda agua para solidificarse (es el principio de la congelación de los lagos).  Porqué ocurre ello. Qué relación tiene el concepto que surge de este problema con algún fenómeno físico que tenga relación con la temática de tu carrera.

8. Cuando se arma una bola o un muñeco de nieve se hace presión sobre la misma mientras se modela. Qué fenómeno permite la formación deseada.  Qué relación tiene el concepto que surge de este problema con algún fenómeno físico que tenga relación con la temática de tu carrera.

9. Porqué mediante una olla a presión se pueden cocinar los alimentos en menor tiempo. Qué relación tiene el concepto que surge de este problema con algún fenómeno físico que tenga relación con la temática de tu carrera.

10. Las cantimploras poseen un recubrimiento de fieltro o tela gruesa que se moja cuando hace calor y no se moja cuando hace frío. Cual es el motivo de este proceder. Qué relación tiene el concepto que surge de este problema con algún fenómeno físico que tenga relación con la temática de tu carrera.