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7 - Energía Térmica y Calor

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Calcula qué cantidad de agua a 30 ºC se necesita para fundir completamente 200 g de hielo a 0 ºC.

$c_e = 4,18\ \frac{kJ}{kg\cdot K}$ ; $l_f = 334\ kJ/kg$
Solución
Calcula qué cantidad de energía hay que suministrar a 200 g de hielo a -18 ºC para convertirlos en agua líquida a 0 ºC.

$c_e(hielo) = 2100\ \frac{J}{kg\cdot K}$ ; $l_f = 3,35\cdot 10^5\ J/kg$
Solución
Calcula el incremento de energía interna de un sistema que recibe 2000 J mediante calor y realiza un trabajo de 1000 J.
Solución
Un recipiente con un émbolo móvil contiene 4 L de un gas. Si la variación de energía interna que experimenta es de –300 J y ha absorbido 100 J del entorno, ¿cuál será el volumen final que ocupa el gas suponiendo una presión exterior de 2 atm?
Solución
Un gas que ocupa 6 L se comprime a una presión constante de 3 atm hasta un volumen de 2 L. Durante la compresión, el gas absorbe 5000 J de un foco caliente. Calcula:

a) El trabajo realizado.

b) La variación de energía interna del gas.
Solución
Una máquina térmica tiene un rendimiento del 20 $\%$ y funciona cediendo energía al ambiente a 21 ºC. Calcula la temperatura del foco caliente y qué trabajo realiza si absorbe de él 20 000 J.
Solución
Una máquina térmica funciona entre las temperaturas $T_1$ = 670 K y $T_2$ = 290 K, absorbiendo del foco caliente 5000 J cada minuto. Calcula:

a) El rendimiento de la máquina.

b) El trabajo útil que suministra en una hora.

c) La potencia útil de la máquina.
Solución
Una máquina térmica funciona entre las temperaturas $T_1$ = 400 K y $T_2$ = 300 K, absorbiendo 2 kWh cada hora del foco caliente. Calcula:

a) El rendimiento de la máquina.

b) El trabajo útil que realiza en una hora.

c) La potencia útil de la máquina.

d) La energía que transfiere al foco frío cada hora.
Solución
Un sistema absorbe 4000 J de energía mediante calor y se expande 11,3 L al vencer una presión externa de 3,5 atm. ¿Cuál será la variación de temperatura del sistema?
Solución
Calcula la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura a 10 kg de cobre de 25 ºC a 125 ºC. Dato: $c_e (Cu) = 0,09 \frac{cal}{g \cdot ^0C}$
Solución