3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS SUPLEMENTARIOS 107
PROBLEMAS SUPLEMENTARIOS
CAPACIDAD CALORÍFICA Y CALORIMETRÍA
7.19. ¿Cuántas calorías se requieren para calentar desde 15°C hasta 65°C lo siguiente? a) 1.0 g de agua; b) 5.0 g de vidrio Pyrex ® ;
c) 20 g de platino. (El calor específico del vidrio es 0.20 cal/g · K y el del platino es 0.032 cal/g · K.)
Resp. a) 50 cal; b) 50 cal; c) 32 cal
7.20. Es muy importante poder hacer la conversión de calorías a joules y viceversa. Exprese los resultados del problema 7.19 en
joules y en kJ.
Resp. (a y b) 209.2 J y 0.2092 kJ; c) 133.9 J y 0.1339 kJ
7.21. La combustión de 5.00 g de coque provocó que la temperatura de 1.00 kg de agua aumentara de 10°C a 47°C. Calcule el
poder calorífico del coque.
Resp. 7.4 kcal/g o bien 31 kJ/g
7.22. Suponiendo que se puede aprovechar 50% del calor, ¿cuántos kilogramos de agua a 15°C pueden calentarse hasta 95°C
quemando 200 L de metano, CH 4 , medidos en condiciones normales? El calor de combustión del metano es 891 kJ/mol.
Resp. 12 kg de agua
7.23. El calor de combustión del etano gaseoso, C 2 H 6 , es 1561 kJ/mol. Suponiendo que se aprovecha 60% de ese calor, ¿cuántos
litros de etano (en condiciones normales) se deben quemar para obtener calor suficiente para convertir 50 kg de agua a 10°C
en vapor a 100°C?
Resp. 3150 L
7.24. Se va a identificar una sustancia de naturaleza metálica y una de las pistas para identificarla es su capacidad calorífica. Un
trozo del metal que pesó 150 g necesitó 38.5 cal para aumentar su temperatura de 22.8°C a 26.4°C. Calcule la capacidad
calorífica específica del metal y determine si corresponde con la aleación, cuya capacidad calorífica específica es 0.0713
cal/g · K.
Resp. Sí, es la misma aleación de acuerdo con su capacidad calorífica; coincide con 0.0713 cal/g · K.
7.25. Se refinó un mineral y se cree que el metal obtenido es oro. Una prueba para saberlo es determinar el calor específico del
metal y compararlo con el del oro, permitiendo una tolerancia de 2% (de más o de menos). La cantidad de calor necesario
para elevar la temperatura de 25.0 gramos del metal, desde 10.0°C hasta 23.6°C, fue 10.78 cal. El calor específico del oro
es 0.0314 cal/g°C.
Resp. El calor específico de la muestra es 0.0317 cal/g°C, un poco más que 1% mayor que el calor específico del oro.
7.26. Se calentó a 90.0°C una muestra de 45.0 g de una aleación y después se dejó caer en un vaso que contenía 82 g de agua a
23.50°C. La temperatura del agua aumentó a 26.25°C. ¿Cuál es el calor específico de la aleación?
Resp. 0.329 J/g · K o bien 0.079 cal/g · K
7.27. Una bala de plomo disparada pesó 35.4 g después de limpiarla; se calentó a 91.50°C y después se colocó en 50.0 mL de
agua a 24.73°C. La temperatura del agua aumentó a 26.50°C. Se obtuvo bala del arma de un sospechoso y su calor específico
fue 0.03022 cal/g°C. ¿Cuál es el calor específico de la bala disparada? ¿Podría proceder del mismo lote de balas?
Resp. El calor específico de la muestra es 0.03946 cal/g°C. Los calores específicos difieren en 0.00924 cal/g°C. Una
interpretación es que la bala obtenida tiene un calor específico 31% mayor que la bala disparada y ello tendería a eliminar
la semejanza sospechada.
7.28. Si el calor específico de una sustancia es h cal/g · K, ¿cuál es su calor específico en Btu/lb · °F?
Resp. 461h Btu/lb · °F
7.29. ¿Cuánta agua a 20°C sería necesaria para enfriar un trozo de cobre de 34 g, con calor específico de 0.0924 cal/g · K, desde
98°C hasta 25°C?
Resp. 46 g de H 2 O
7.30. Calcule la temperatura que resulta cuando se mezclan 1 kg de hielo a 0°C con 9 kg de agua a 50°C. El calor de fusión del
hielo es 80 cal/g (355 J/g).
Resp. 37°C