Problemas propuestos adicionales de calorimetría y transmisión del calor

1) En un calorímetro adiabático hay un litro de agua a 80°C. Se introduce un sólido de 2,5 kg que está a -50°C bajo cero y que funde a una temperatura superior a los 100°C. Cuando el agua alcanza los 70°C, el sólido se encuentra a -45°C.

a) ¿Cuál es el calor específico del sólido?
b) ¿Cuál es la temperatura final, de equilibrio, del sistema, y en qué estado se encuentra cada sustancia?
Datos del agua: Calorespecífico= 1 cal/g°C, calor latente de fusión: 80 cal/g, calor específico hielo = 0,5 cal/g°C.

2) En un recipiente adiabático que contiene inicialmente 260 g de agua líquida se introducen 50 g de hielo a -20°C, encontrándose que la temperatura de equilibrio es 30°C. La capacidad calorífica del recipiente es de 40 cal/°C. Sabiendo que: Tfusión hielo = 0°C, Lfusión hielo = 80 cal/g, cesp hielo = 0,5 cal/g°C, cesp agua = 1 cal/g °C :


a) Grafique la evolución de la temperatura de la masa que inicialmente es hielo, en funciòn del calor absorbido. Calcule e indique en el gráfico los valores característicos que correspondan.
b) Determinar la temperatura a la que se encontraban inicialmente el recipiente y los 260 g de agua líquida.

3) Una barra maciza, de sección uniforme, está conectada entre dos fuentes térmicas que se encuentran a distintas temperaturas T1 y T2 (constantes) y conduce una potencia calórica de 100 W. Se corta la barra por la mitad, obteniéndose dos barras la mitad de largas que la original, y se las conecta a ambas -paralelas entre sí- entre las mismas fuentes térmicas que antes,

Entonces, la nueva potencia total conducida por el conjunto es:

a) 50 W
b) 100 W
c) 25 W
d) 800 W
e) 200 W
f) 400 W

4) Una tetera de cerámica, de área 5 x 10-2 m2, y con emisividad e = 0,7 contiene infusión de té a 95º C, mientras que el ambiente está a 20º C.  La pérdida de calor por radiación es aproximadamente:

a) 30 W
b) 52W
c) 8 W
d) 12 W
e) 15 W
f) 22 W

5) Una plancha de telgopor de 2 cm de espesor está en contacto con dos láminas de cobre de modo tal que una de sus caras se encuentra a T1= 50°C y la otra a T2=10°C. Se reemplaza la plancha de telgopor  por otra del mismo material y 4 cm de espesor. Si se quiere mantener el mismo flujo de calor que antes y la misma temperatura T2, la nueva T1 debe ser:

a) 20
b) 39
c) 50
d) 90
e) 80
f) No se puede contestar sin conocer la conductividad del telgopor

6) Un tubo calefactor de forma cilíndrica emite calor en forma de radiación térmica por su superficie lateral. La temperatura de su superficie es de 327°C. Si se corta el tubo de forma que su superficie lateral se reduce a la mitad, ¿cuál debería ser la temperatura de su superficie para mantener la misma potencia radiante?

a) 1200°K
b)  600°K
c) 713,5°K
d) 504,5°K
e) 654°K
f) 300°K