1 / 16

Transferencia de enerxía: calor

6. Transferencia de enerxía: calor. Física e Química 4.º ESO. Exercicios: 1, 2, 3,. ¿Que tipo de enerxía ten un anaco de xeo a º0 C? ¿Terá máis ou menos enerxía desa clase a – 10 ºC?. 1. Toda a materia ten enerxía interna U, un anaco de xeo, a 0ºC tamén.

siusan
Download Presentation

Transferencia de enerxía: calor

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 1, 2, 3, ¿Que tipo de enerxía ten un anaco de xeo a º0 C? ¿Terá máis ou menos enerxía desa clase a – 10 ºC? 1 Toda a materia ten enerxía interna U, un anaco de xeo, a 0ºC tamén. Como a U depende de o tipo de substancia, da masa e da Temperatura : A menos temperatura terá menos enerxía interna Segundo a teoría cinética ¿cal será a temperatura do espacio baleiro? 2 Nun espacio baleiro, sen partículas, non podemos falar da enerxía cinética das partículas e polo tanto tampouco da temperatura. T =0 K ¿Cres que existe un limite superior de temperaturas? 3 A temperatura depende da enerxía cinética que a súa vez depende da masa e da velocidade. Si existe unha velocidade máxima para as partículas 300.000.000m/s, pero non existe un valor máximo para a masa así que non podemos poñer un límite superior á enerxía cinética e polo tanto tampouco á temperatura

  2. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 4, 5 Na aula pechada hai un termómetro que indica unha temperatura de 20 ºC ¿Que temperatura teñen as mesas e as cadeiras ó cabo dun tempo? 4 A aula pechada está en equilibrio térmico cos obxectos que a forman. Todo no seu interior estará a 20ºC 5 Na mesma aula da actividade anterior ¿estás ti en equilibrio térmico co contorno? ¿Por que? A temperatura corporal é superior a 20ºC, e a tendencia é a igualarse, pero: o osíxeno que respiramos queima nas células os hidratos de carbono procedentes da alimentación producindo enerxía, para manter a temperatura do corpo constante. Temos unha capa de graxa baixo a pel, e levamos roupa que illa gran parte da superficie do corpo para retardar o equilibrio térmico co exterior. Se a inmersión nun fluído a baixa temperatura se prolonga, prodúcese a morte por hipotermia.

  3. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 6, 7 ¿Que temperatura é maior: -10 ºC ou 263 K ? 6 -10ºC e 263K indican a mesma temperatura, medida con diferentes escalas A que temperaturas corresponden, na escalas Fahrenheit, a fusión e a ebulición da auga ? 7 A temperatura de fusión da auga, 0ºC expresada en graos Fahrenheit é A temperatura de ebulición da auga, 100ºC en graos Fahrenheit é

  4. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 8, 9, 10 Nun producto alimenticio indicase que 100g, de producto teñen un valor enerxético de 380 kcal.¿ Cal é o valor enerxético en joules? 8 Un gas quéntase achegando unha cantidade de calor de 5 000 J e el realiza un traballo de 2 000 J ¿Que variación de enerxía interna experimenta? 9 O calor absorbido polo sistema é positivo, e o traballo realizado é negativo ΔU = Q + T =5.000 J + (-2000 J) = 3.000 J ¿Por que te-la sensación ó tocar un metal de que a súa temperatura é menor cá do seu contorno? 10 Porque os metais conducen ben o calor, de maneira que ao tocalos, a transferencia de enerxía é moito máis rápida que a que ten lugar co aire

  5. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 11, 12, 13 ¿Que fenómeno explica o secado da roupa ou do piso despois de lavala ou fregalo? 11 A evaporación Que cantidade de enerxía hai que transferir a 1kg, de auga para que pase de 60ºC a 120ºC ? 12 M= 1 kg Tf = 393 K T0 = 333 K Ce = 4180 J/kg.K Q1 = 1 kg. 4180J/kgK .(373 K - 333 K)=167200J Q2 = m.L=1kg.2257000J/kg= 2257000J Q3 = 1 kg. 4180J/kgK .(393 K - 373 K)=83600J Q = 2507800 J Unha viga de ferro de 22,5 m, de lonxitude a 20ºC, ¿que variación experimentara na súa lonxitude cando estea a 40ºC? ¿e a -10C? 13 Ferro α=1´17.10-5 L0=22’5 m ΔT =20C=20K ΔL= 22’5 m. 1’17.10-5K-1 .20K= 5,2.10-3m ΔL= 22’5 m. 1’17.10-5K-1.(-30)K= -7,8.10-3m contráese 7,8mm

  6. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 14, 15 Unha maquina térmica traballa da seguinte maneira cada 150 000 J de calor que absorbe, cede ó contorno 105 000 J ¿Que traballo é capaz de desenvolver? ¿Cal é o seu rendemento? 14 T = Q1 – Q2 = 45000 J rendemento = 30 % Nun calorímetro temos 250 g de auga a 60ºC. Introducimos 100 g de xeo a 0ºC. ¿Cal será a temperatura do equilibrio, sabendo que funde todo o xeo? 15 (m.ce .ΔT)auga + (m.Lf + m. Ce. ΔT)xeo = 0 0´25 kg.4180J/kg.K (Tf- 333K) + 0´1kg.334400J/kg + 0´1kg.4180J/kg.K (Tf –273K) = 0 1045T J/K – 347985 J + 33440 J + 418T J/K – 114114 J = 0 1463T J/K = 428659 J T = 293 K

  7. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 16, 17 Observa e comenta as diferencias que hai entre un termómetro de mercurio e o termómetro clínico tamén de mercurio, que se utiliza para coñece-la temperatura corporal 16 A escala dun termómetro ambiental é -20ºC a 50ºC mentres que a escala dun termómetro clínico é 35ºC a 43ºC ¿Por que cando che miden a temperatura corporal , con termómetro clínico de mecurio debes mantelo posto uns cinco minutos? 17 Considera cinco minutos o tempo mínimo preciso para acadar o equilibrio térmico

  8. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios:18, 19 Construímos un termómetro de alcol, Introducímolo en auga con xeo, e marcámo-lo cero no termómetro. A continuación introducímolo en auga en ebulición e marcamo-lo 100 . Dividímo-lo intervalo entre ámbalas marcas en cen partes iguais: a)A escala que resulta ¿e Celsius? b)Os graos de esta escala ¿son centígrados? c)A lonxitude de cada un dos cen intervalos marcados, ¿seria igual que se construímo-lo termómetro con mercurio? 18 a) A escala Celsius b) Si por estar dividido en cen partes c) No, a dilatación do mercurio é diferente á do alcol Expresa as seguintes medida da temperatura en Kelvin: -15ºC, -72 ºC, 8 ºF 19 a) T(K) = T(C) + 273 = -15ºC + 273 =258K b) T(K) = T(C) + 273 = -72ºC + 273 = 201 K c) 8 F = -13´3ºC = 259´7K

  9. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 20, 21 Expresa as seguintes medidas da temperatura en grados Celsius: 250 K, 300K , 75ºF 20 • T(C) = T(K) - 273 = 250K-273 = -23 C • T(C) = T(K) - 273 = 300K -273 =27 C • c) 75F = 22,2 C 21 Un anaco de xeo a -25 ºC quéntase ata que a súa temperatura acada os -5 ºC a) Calcula o incremento da temperatura b) Expresa as temperaturas en Kelvin c) Calcula o incremento da temperatura en Kelvin. Dato : Cexeo = 2 100 J kg -1 ºC -1 • ΔT = - 5 – (-25) = 20 C • T1 = -5 + 273 = 268 K T2= -25 + 273 = 248 K • c) ΔT = 268 K - 248 K = 20K

  10. T(ºC) (b) (a) t(min) 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 22, 23 22 A quentar por igual a mesma cantidade de dúas sustancias diferentes partindo da mesma temperatura, obtémo-las seguintes gráficas. ¿Cal das dúas ten maior calor especifica? A substancia “a” é a de maior calor específico porque necesita mais calor que “b” para aumentar nun grado a súa temperatura Realiza os seguintes cambios de unidades. Expresa en J kg -1 ºC -1 a calor específica da auga que vale 1 cal g-1 ºC-1 Expresa en J /kg a calor latente de fusión do xeo, que é Lf = 80 cal/g. Dato 1 cal = 4,18 J 23

  11. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 24, 26 Un gas encóntrase encerrado nun pistón, sobre el realizamos un traballo de 200J de forma que a súa enerxía interna, ΔU aumenta en 50 J ¿Que cantidade de calor transfire o gas do pistón ó contorno? 24 ΔU = Q + T 50 J = Q + 200 J Q = -150 J perdido polo sistema Baixámo-la temperatura de certa masa de etanol de 20 ºC a 4 ºC, transferindo unha cantidade de calor ó contorno Q = 9 800J. ¿Que masa de etanol tiñamos? Dato: Ceetanol = 2 450 J kg -1 ºC -1 26 T 0= 20ºC Tf= 4ºC ΔT = -16ºC Q = -9800J ce etanol= 2450J.kg-1.ºC-1 Q = m.ce. ΔT

  12. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 27, 28 Nun calorímetro temos 250 g de etanol a 17ºC. Intróducense 100 g de auga a 60ºC. Calcula a temperatura do equilibrio Representa os procesos da auga e do etanol nun mesmo diagrama temperatura-tempo 27 Etanol 250g 2450J.kg-1.ºC-1 T 0= 17ºC Tf= T ΔT = T -17ºC Auga 100g 4180J.kg-1.ºC-1 T 0= 60ºC Tf= T ΔT = T - 60ºC Qetanol + Qauga = 0 (m.c. ΔT)etanol + (m.c. ΔT)auga = 0 0`25kg .2450J.kg-1.ºC-1.(T -17ºC) + 0´1kg.4180J.kg-1.ºC-1 (T-60ºC)= 0 612 J.ºC-1.(T -17ºC) + 418J.ºC-1 (T-60ºC)= 0 T = 34´4ºC ¿ Que cantidade de enerxía hai que transferir a 5 g de cobre sólido, que se encontra á súa temperatura de fusión, para fundilo completamente?. 28 Q = m.Lf =5.10-3kg . 134000J/kg = 670 J

  13. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 29, 30 Unha viga de aluminio mide 6 m a 25 ºC . Se as temperaturas extremas da zona onde está colocada son Tmin= -10 ºC e T max= 45ºC, ¿entre que lonxitudes pode oscila-lo tamaño da viga ? 29 l 0= 6m α =2´3.10-5 T0= 25ºC ΔT = -10 – (25) = -35C ΔL =l0.α.ΔT = -4´83.10-3m ΔT = 45 – (25) =20C ΔL =l0.α.ΔT = 2´76.10-3m Durante un viaxe os pneumáticos dun coche quecen ¿Que sucede coa enerxía interna do aire que conteñen? ¿ e con a presión? 30 O aumento de temperatura da lugar a un aumento da enerxía interna, e tamén da presión

  14. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 31 31 ¿Por qué existe un límite inferior de temperaturas? Se a temperatura é unha medida do movemento das partículas, cando estean en repouso terán a menor temperatura posible. (Situación imposible de acadar) 43 Nun calorímetro hai 100g de xeo a -15ºC, introdúcense

  15. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 43 43 Xeo: m=0´1kg T 0= 258K Tf =T Auga: m=0´3 kg T0= 353K Tf =T Qxeo + Qauga = 0 (m.c. ΔT + m.Lf +m.c. ΔT )xeo + (m.c. ΔT)auga = 0 (m.c. (273-258K) + m.Lf +m.c. (T- 273K) )xeo + (m.c. (T-353K))auga = 0 0´1kg.2090J.kg-1.K-1.(15K) + 0´1kg.334400J.kg-1 + 0´1kg.4180J.kg-1K-1.T - 0´1kg.4180J.kg-1.K-1 .273K + 0´3kg.4180J.kg-1K-1(T-353K) = 0 3135J +33440J + 418JK-1.T - 114114J +1254J.K-1(T-353K) = 0 3135J +33440J - 114114J -442662J + 418T J.K-1 +1254T J.K-1 = 0 1672T J.ºK-1 = 520201J T =311K

  16. 6 Transferencia de enerxía: calor Física e Química 4.º ESO Exercicios: 51 51 Xeo: m=0´04kg T 0= 263K Tf =T Auga: m=0´25 kg T0= 363K Tf =T Vapor: m=0´1kg T0=373K Tf=T Qxeo + Qauga + Qvapor = 0 (m.c. ΔT + m.Lf +m.c. ΔT )xeo + (m.c. ΔT)auga + (m.Le +(m.c.ΔT)vapor = 0 XEO (m.c. (273-263K)=0´04... 2090...10...= 836J m.Lf = 0´04...334400...=13376J m.c. (T- 273K) =0´04...4180...(T-273)...=167...(T-273)..=167T..- 45591J AUGA m.c. (T-363K) =0´25..4180...(T-363)...=1045T.. – 379.335J VAPOR m.Lv =0´1..2257000... =225.700J desprendidos por o sistema, o número tan alto indica que pode quentar o que foi xeo, e a auga ata 100C. Xeo: 836 + 13376 + 0´04. 4180. 100 =836+13376+16720=30.932J Auga: 0´25. 4180. 10=10.450J con 41382J teríamos a mestura a 100ºC Para obter 41382 J terían que condensar: 41382J=m.Lv =m. 2.257.000J/kg de donde m=0´018kg = 18g condensaron resultando ao final 40+250+18=308g de auga e 100-18=82g de vapor, todo a 373 K

More Related