GUIA FISICA
CURSO 2º MEDIO _

-Lea atentamente las preguntas
- Conteste con lapiz pasta
-El trabajo es individual, si existen dos trabajos iguales se evaluaran con la nota minima
- Puntaje: 42 puntos
Contenido: Temperatura y Calor

DESARROLLO:
Resuelva los siguientes ejercicios:
LOS EJERCICIOS SIN DESARROLLO NO SERAN CONSIDERADOS

1.- Escriba las fórmulas y sus respectivas unidades de medida (6 puntos)
|Conversión de Temperatura Kelvin |Conversión de Temperatura Celsius |Dilatación Lineal |


|Dilatación Superficial |Dilatación Volumétrica |Calor absorbido |




2.- Calcula y responda (2 puntos)
|¿A cuantos kelvin equivale la temperatura corporal normal de un ser humano (37|¿A qué temperatura de la escala Celsius el nitrógeno se presenta en estado |
|ºC)?, |líquido (77 K)? (1 punto) |

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3.- Defina y diferencie: (6 puntos)
|Dilatación Lineal |Dilatación Superficial |Dilatación Volumétrica |






4.- Una barra de vidrio común de 0,4 m de longitud aumenta su temperatura desde –20 ºC hasta los 130ºC. .Cual es el aumento de su longitud debido a efectos térmicos? (4 puntos)
|PASO 1 |PASO 3 y 4 |
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|PASO 2 |PASO 5 |
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5.- Una plancha de cobre de 8 m2 de superficie a una temperatura de 5 ºC se calienta hasta que se dilata, superficialmente, en un 10%. Cual es el valor de la temperatura final alcanzada por la placa? (4 puntos)
|PASO 1 |PASO 3 y 4 |
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|PASO 2 |PASO 5 |
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6 .En cuanto tiene que aumentar la temperatura de una lamina de aluminio de 20 cm2 para que aumente su area en 1 cm2? (4 puntos)
|PASO 1 |PASO 3 y 4 |
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|PASO 2 |PASO 5 |
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7.- Cual es la diferencia entre calor y temperatura (4 puntos)
|CALOR |TEMPERATURA |
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8.- Un bloque de acero de 300 gramos que se encuentra a 20 ºC, absorbe calor y aumenta su temperatura hasta los 120 ºC. .Cual es la cantidad de calor absorbida, medida en calorías y en joules? (4 puntos)
|PASO 1 |PASO 3 y 4 |
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|PASO 2 |PASO 5 |
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9.- Un pequeño bloque de cobre que se encuentra a 173 K, absorbe 5000 cal y aumenta su temperatura hasta los -50 °C, si el calor específico del cobre es 0,094 [cal/g °C], ¿cual es el valor de la masa del cuerpo? (4 puntos)

CP≡∂H∂TP

La definiciónse acomoda a las capacidades caloríficas molar y especifica, dependiendo de si H es la entalpia molar o especifica.3

La entalpía de una sustancia o mejor dicho el cambio de energía de la misma, puede medirse en algunas ocasiones en términos del calor necesario para elevar la temperatura de una sustancia, es decir, mediante la relación:
Q=aˆ†H

El calor está dado por la relación:
Q=n*Cp(T2-T1)

Donde:
T2-T1 es la diferencia de temperaturas

Q=V*I*t

Igualando las ecuaciones anteriores y despejando el Cp, tenemos otra manera de calcular la capacidad calorífica:

Cp=V*I*tn*(T2-T1)
Donde:
V es el voltaje en volts
I es la intensidad de corriente en Amperes
T es el tiempo en segundos

También existen instrumentos llamados calorímetros con los se puede medir directamente el cambio de calor.4
* Sección Experimental.
Materiales: termómetro (0-110°C), fuente de poder, Corning (con trampa de calor), resistencia, cronómetro, alambres, cinta teflón.
Reactivos: etanol (proporcionados por en Laboratorio 4. Facultad de Química Unidad El Cerrillo. Campus Universitario El Cerrillo, UAEM).
Equipo: balanza analítica (proporcionados por en Laboratorio 4. Facultad de Química Unidad El Cerrillo. Campus Universitario El Cerrillo, UAEM).

Procedimiento Experimental

Se armó el dispositivo de lasiguiente manera:

Figura 1. Esquema del equipo

Introduciendo 70 mL de Etanol en el matraz redondo; posteriormente se encendió la fuente de poder con la resistencia conectada, se ajusto a 10 V y 1A.
Posteriormente se aisló el sistema con una trampa da calor (franela) y se sellaron las conexiones y salidas con cinta teflón.

Al tener listo el equipo se encendió la fuente de poder y se procedió con la toma de lecturas, se tomo lectura del tiempo que tardaba en subir la temperatura 1°C hasta que obtuvimos aproximadamente 3 mL de destilado.

* Resultados y Discusiones.
Datos experimentales

Tabla 1. Datos iniciales
T inicial (°C) | 19 |
T final (K) | 71 |
Volumen Inicial de etanol (mL) | 70 |
Voltaje del Equipo (V) | 10 |
Intensidad de Corriente (A) | 1 |
Moles iniciales (mol) | 1.2 |
Masa de destilado (g) | 3.8 |

Tabla 2. Resultados

T inicial (K) | T final (K) | Tiempo (s) | Δt (s) | ΔT (s) | V (V) | I (V) | Q (J) | Cp (J/molK) |
19 | 20 | 15 | 15 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 124.932103 |
20 | 21 | 27 | 12 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 99.945682 |
21 | 22 | 39 | 12 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 99.945682 |
22 | 23 | 52 | 13 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 108.274489 |
23 | 24 | 65 | 13 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 108.274489 |
24 | 25 | 85 | 20 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217| 166.576137 |
25 | 26 | 96 | 11 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 91.6168752 |
26 | 27 | 113 | 17 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 141.589716 |
27 | 28 | 140 | 27 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 224.877785 |
28 | 29 | 170 | 30 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 249.864205 |
29 | 30 | 189 | 19 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 158.24733 |
30 | 31 | 203 | 14 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 116.603296 |
31 | 32 | 217 | 14 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 116.603296 |
32 | 33 | 230 | 13 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 108.274489 |
33 | 34 | 250 | 20 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 166.576137 |
34 | 35 | 264 | 14 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 116.603296 |
35 | 36 | 277 | 13 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 108.274489 |
36 | 37 | 290 | 13 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 108.274489 |
37 | 38 | 306 | 16 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 133.260909 |
38 | 39 | 317 | 11 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 91.6168752 |
39 | 40 | 322 | 5 | 1 | 10 | 1 | 12.0065217 | 41.6440342 |

Posteriormente, con la información anterior se calcularon el calor promedio y la capacidad calorífica promedio.

Tabla 3. Calor promedio y Calor especifico promedio

  | Experimental | Teórico |
Qprom (J) | 12.0065217 | --- |
Cpprom (J/molK) | 127.708371 | 116.8694 |

| Error Relativo |
Cp promedio | 9.29% |

* Conclusiones
Se llevaron a cabo cálculos sobrepropiedades termodinámicas, a partir de la determinación experimental de la capacidad calorífica, que fue calculada por medio de la relación
Cp=V*I*tn*(T2-T1), cuyo valor obtenido tuvo un error relativo del 9.29% respecto del valor establecido en la li |PASO 1 |PASO 3 y 4 |
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|PASO 2 |PASO 5 |
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10.- En un recipiente térmico que contiene 500 gramos de agua a 80 °C, se introduce un pequeño perno de 200 gramos a 200 °C, suponiendo que no hay pérdidas de energía y sabiendo que el sistema alcanza una temperatura de equilibrio de 140 °C, ¿cual es el valor del calor específico de la aleación de la cual esta hecho el perno? (4 puntos)
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