PROBLEMAS RESUELTOS PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

CAPITULO 20

FISICA I

CUARTA, QUINTA, SEXTA Y SEPTIMA EDICION SERWAY
Raymond A. Serway

20.1 Calor y energía interna
20.2 Calor especifico y calorimetría
20.3 Calor latente
20.4 Trabajo y calor en procesos termodinámicos

Erving Quintero Gil
Ing. Electromecánico
Bucaramanga – Colombia
2010

Para cualquier inquietud o consulta escribir a: quintere@hotmail.com quintere@gmail.com quintere2006@yahoo.com 1

Problema 1. 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 …ver más…

a 80°C. El otro bloque tiene una masa de 70 gr. y está originalmente a una temperatura de 100°C. Todo el sistema se estabiliza a una temperatura final de 20°C. (a) Determine el calor específico de la muestra desconocida. (b) Calcule el material desconocido, usando los datos de la tabla 20.1.

Problema 10. Una moneda de cobre de 3 gr. a 25°C se deja caer 50 m al suelo. (a) Suponiendo que 60
% del cambio en energía potencial del sistema formado por el centavo y nuestro planeta se va a

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aumentar la energía interna del centavo, determine su temperatura final. (b) ¿Qué pasaría si? ¿Este resultado depende de la masa del centavo? Explique.

Problema 11. Una combinación de 0.25 kg de agua a 20°C, 0.4 kg de aluminio a 26°C, y 0.1 kg de cobre a 100°C se mezclan en un recipiente aislado al que se deja llegar al equilibrio térmico. Soslaye cualquier transferencia de energía hacia o desde el recipiente y determine la temperatura final de la mezcla. Problema 12. Si se vierte agua con una mh a una temperatura Th en una taza de aluminio de masa mAl que contiene una masa mc de agua a Tc donde Th > Tc ¿cuál es la temperatura de equilibrio del sistema?

Problema 13. Un calentador de agua se opera con energía solar. Si el colector solar tiene un área de 6 m2 y la intensidad entregada por la luz solar es de 550 W /m2, ¿cuánto tarda en aumentar la temperatura de 1 m3 de agua de 20°C a 60°C?

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Problema 14. Dos recipientes térmicamente aislados están