APUNTES DE LA LEY CERO TERMIDINAMICA

Cuando dos o más porciones de materia, a diferentes temperaturas, se ponen en

contacto, las partes más calientes ceden calor a las más frías, hasta que alcanzan una

temperatura final de equilibrio térmico.

La cantidad de calor cedida por las masas más calientes es igual a la cantidad de calor

que absorben las más frías.

Y esta cantidad de calor es el valor absoluto de

Q = m.c.(Tf - Ti) = m.c.∆T

siendo,

m: la mas expresada en gramos

c: el calor específico medido en cal/gramo

∆T: el valor absoluto de la variación de temperatura

1.- Si 0.08 kg de aluminio a 100 grados centígrados se colocan en 0.1kg de agua a 15

grados centígrados. ¿Cual es la temperatura final de la mezcla?

c(agua) = 1 cal/gr-ºC ; c(aluminio) = 0,217 cal/gr-ºC

respuesta.- Calor cedido por el aluminio

Q = m.c.(Tf - Ti) = m.c.∆T

Q(al) = 80 * 0,217(100-Tf)

Calor absorbido por el agua

Q(ag) = 100.1.( Tf - 15)

Igualando los segundos miembros

80 * 0,217(100-Tf) = 100( Tf - 15)

efectuando operaciones se obtiene, Tf = 39,16ºC

2.-Una barra caliente de cobre cuya masa es de 1.5 kg se introduce en 4kg de agua,

elevando su temperatura de 18 a 28 grados centígrados. ¿Que temperatura tiene la

barra de cobre?

Respuesta: Calor cedido por el cobre Q = m.c.(Tf - Ti) = m.c.∆T

c(agua) = 1 cal/gr-ºC ; c(Cu) = 0,093 cal/gr-ºC

Q(Cu) = 1500 * 0,093(Ti-28)

Calor absorbido por el agua

Q(ag) = 4000.1.( 28 - 18)

Igualando los segundos miembros

1500 * 0,093 (Ti-28) = 4000 (28 - 18)

efectuando operaciones se obtiene, Ti = 314,74ºC

3.- Un recipiente de aluminio de 150 gr contiene 200gr de agua a 10 grados

centígrados . Determinar la temperatura final del recipiente y del agua, si se introduce

en esta un trozo de cobre de 60gr a una temperatura de 300 grados centígrados

Respuesta: Calor cedido por el cobre Q = m.c.(Tf - Ti) = m.c.∆T

c(agua) = 1 cal/gr-ºC ; c(Al) = 0,217 cal/gr-ºC

Q(co) = 60 * 0,0,093(300-Tf)

Calor absorbido por el agua

Q(ag) = 200.1.( Tf - 10)

Calor absorbido por el aluminio

Q(al) = 150.0,217.( Tf - 10)

Igualando el calor cedido por el cobre y la suma de los calores absorbidos por el

aluminio y el agua

60 * 0,0,093 (300-Tf) = 150.0,217.( Tf - 10) + 200.1.( Tf - 10)

efectuando operaciones se obtiene, Tf = 16,8ºC

4. 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

alpina tiene una temperatura de 10°C y luego cae 50 m (como las cataratas del

Niágara) , ¿qué temperatura máxima podría esperar joule que hubiera en el fondo de

las cataratas?

5. La temperatura de una barra de plata sube 10°C cuando absorbe 1.23 kj de energía

por calor. La masa de la barra es de 525 g. Determine el calor específico de la plata.

6. Una muestra de 50 gr de cobre está a 25°C. Si 1200 j de energía se le agregan por

calor, ¿cuál es la temperatura final del cobre?

7. Una herradura de hierro de 1.5 kg inicialmente a 600°C se deja caer en una cubeta

que contiene 20 kg de agua a 25°C. ¿Cuál es la temperatura final? (Pase por alto la

capacidad calorífica del recipiente, y suponga que la insignificante cantidad de agua se

hierve.)