f_t_septima_edicion

17.16. ¿Qué masa de agua que inicialmente estaba a 20°C
se debió mezclar con 2 kg de hierro para hacer que
la temperatura del hierro bajara de 250°C a una temperatura
de equilibrio de 25°C?
17.17. Un trabajador saca un trozo de hierro de 2 kg de
un horno y lo coloca en un recipiente de aluminio
de 1 kg, que se ha llenado parcialmente con 2 kg de
agua. Si la temperatura del agua sube de 21 a 50°C,
¿cuál era la temperatura inicial del hierro?
Resp. 336.67°C
17.18. ¿Cuánto hieiTo a 212°F se deberá mezclar con 10 Ib
de agua a 68°F con el fin de tener una temperatura de
equilibrio de 100°F?
17.19. Un bloque de cobre de 1.3 kg se calienta a 200°C y
luego se introduce en un recipiente aislado que se
ha llenado parcialmente con 2 kg de agua a 20°C.
¿Cuál es la temperatura de equilibrio?
Resp. 30.3°C
17.20. Cincuenta gramos de perdigones de cobre se calientan
a 200°C y luego se introducen en una taza de
aluminio de 50 g que contiene 160 g de agua. La
temperatura inicial de la taza y el agua es de 20°C.
¿Cuál es la temperatura de equilibrio?
Sección 17.5 Cambio de fase
17.21. En una fundición hay un horno eléctrico con capacidad
para fundir totalmente 540 kg de cobre. Si la
temperatura inicial del cobre era de 20°C, ¿cuánto
calor en total se necesita para fundir el cobre?
Resp. 2.96 X 108 J
17.22. ¿Cuánto calor se requiere para fundir totalmente 20
g de plata a su temperatura de fusión?
17.23. ¿Qué cantidad de calor se necesita para convertir 2
kg de hielo a —25°C en vapor a 100°C?
Resp. 6.13 X 106 J
17.24. Si 7.57 X 106 J de calor se absorben en el proceso
de fundir por completo un trozo de 1.60 kg de un
metal desconocido, ¿cuál es el calor latente de fusión
y de qué metal se trata?
17.25. ¿Cuántos gramos de vapor a 100°C es necesario
mezclar con 200 g de agua a 20°C con el fin de que
la temperatura de equilibrio sea de 50°C?
Resp. 10.17 g
17.26. ¿Cuánto calor se libera en total cuando 0.500 Ib de
vapor a 212°F se convierte en hielo a 10°F?
17.27. Cien gramos de hielo a 0°C se mezclan con 600 g de
agua a 25°C. ¿Cuál será la temperatura de equilibrio
para la mezcla?
Resp. 10.0°C
17.28. Cierta calidad de gasolina tiene un calor de combustión
de 4.6 X 10' J/kg. Suponiendo una eficiencia
de 100%, ¿cuánta gasolina habrá que quemar para
fundir totalmente 2 kg de cobre a su temperatura de
fusión?
Problemas adicionales
17.29. Si se aplican 1600 J de calor a una esfera de bronce,
su temperatura sube de 20 a 70°C. ¿Cuál es la masa
de esa esfera?
Resp. 82.1 g
17.30. ¿Cuánto calor absorbe un congelador eléctrico
cuando hace que la temperatura de 2 kg de agua
descienda de 80 a 20°C?
17.31. Un elemento calefactor proporciona una potencia
de salida de 12 kW. ¿Cuánto tiempo se necesita
para fundir por completo un bloque de plata de 2
kg? Supongamos que no hay ningún desperdicio de
potencia.
Resp. 14.7 s
17.32. ¿Cuánto hielo a —10°C se debe agregar a 200 g de
agua a 50°C para que se produzca la temperatura
de equilibrio a 40°C?
17.33. Suponga que 5 g de vapor a 100°C se mezclan con
20 g de hielo a 0°C. ¿Cuál será la temperatura de
equilibrio?
Resp. 64.0°C
17.34. ¿Cuánto calor desarrollan los frenos de un camión
de 4000 Ib para frenar al vehículo a partir de una
rapidez de 60 mi/h?
17.35. Doscientos gramos de cobre a 300°C se introducen
en una taza de calorímetro de cobre de 310 g parcialmente
lleno con 300 g de agua. Si la temperatura
inicial de la taza y el agua era de 15°C, ¿cuál será la
temperatura de equilibrio? Resp. 30.3°C
17.36. ¿Cuántas libras de carbón será necesario quemar
para derretir totalmente 50 Ib de hielo en un calefactor
cuya eficiencia es del 60%?
17.37. Si 80 g de plomo derretido a 327.3°C se vierten en
un molde de hierro de 260 g cuya temperatura inicial
es de 20°C, ¿cuál será la temperatura de equilibrio
si las demás pérdidas son insignificantes?
Resp. 58.9°C
17.38. ¿Qué temperatura de equilibrio se alcanza cuando 2
Ib de hielo a 0°F se colocan en una taza de aluminio
de 3 Ib que contiene 7.5 Ib de agua? La temperatura
de la taza y la del agua son inicialmente de 200°F.
17.39. Un colector solar tiene 5 m2 de área y la potencia de
la energía solar llega hasta él a razón de 550 W/m2.
Esta potencia se usa para elevar la temperatura de
200 g de agua de 20 a 50°C. ¿Cuánto tiempo requerirá
este proceso?
Resp. 9.13 s
17.40. Si 10 g de leche a 12°C se agregan a 180 g de café
a 95°C, ¿cuál será la temperatura de equilibrio? Su-
Capítulo 17 Resumen y repaso 367