G9 Temperatura y Calor

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Facultad de Ciencias Veterinarias Año 2023 
Universidad Nacional de Rosario 
Guía 9: Temperatura y Calor Página 1 de 3 
GUÍA 9: TEMPERATURA Y CALOR 
P REG UN TA S 
1. Definir Temperatura. Indicar las relaciones que existen entre las escalas: Celsius, 
Kelvin y Fahrenheit. 
2. Definir contacto térmico y equilibrio térmico. Enunciar la Ley Cero de la Termodinámica. 
3. Explicar el fenómeno de dilatación térmica de un cuerpo. 
4. Definir calor e informar sus unidades. Relacionar las unidades de energía térmica y 
mecánica. 
5. ¿Cómo se define la caloría? 
6. Definir conceptualmente (con palabras): capacidad calorífica, calor específico, calor 
latente. Indicar cuál de ellas es una magnitud intensiva y cuál extensiva. 
7. ¿Cuándo se intercambia calor? 
8. ¿Cómo se calcula el calor (Q) intercambiado debido a una diferencia de temperatura 
entre dos sistemas en contacto a través de paredes diatérmicas? 
9. ¿Cómo se calcula el calor (Q) intercambiado durante una transición de fase? ¿Qué 
sucede con la temperatura durante dicho proceso? 
10. ¿Cuáles son las formas de transmisión del calor? Dar un ejemplo de cada caso. 
11. ¿Cuáles son los mecanismos de regulación de la temperatura corporal? Describir los 
procesos de termogénesis y termólisis. ¿Cómo se produce el intercambio 
contracorriente? 
P RO BLEMA S 
1. La temperatura de la superficie del sol es de aproximadamente 6000 K. Expresarla 
en las escalas Celsius y Fahrenheit. 
Rta: 5.727 ºC; 10.340,6 ºF 
2. Encontrar la longitud Lf de un alambre de aluminio de longitud inicial 5 m, cuando su 
temperatura varía desde 10 ºC hasta 40 ºC. 
Dato: αAl = 2,3x10
-5 ºC-1 
Rta: Lf = 5,00345 m 
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3. El espejo de cristal Pyrex del telescopio de un observatorio tiene un diámetro de 
500 cm a -10 °C. En ese lugar la temperatura anual varía desde -10 °C hasta 50 °C. 
Determinar la máxima variación en el área del espejo. 
Dato: αvidrio = 3,2x10
-6 °C-1 
Rta: ΔS = 75,398 cm2 
4. Encontrar la variación de volumen (ΔV) que sufren 100 g de mercurio (líquido) 
cuando su temperatura varía desde 0 ºC hasta 100 ºC. 
Datos: αHg = 6,1x10
-5 ºC-1; ρHg (0 ºC) = 13,6 g/ cm
3. 
Rta: ΔV = 0,135 cm3 
5. En un recipiente se colocan 500 g de agua a 20 ºC y se le suministra calor para 
elevarle la temperatura hasta 80 ºC. ¿Cuánto calor absorberá el agua? Despréciese 
el intercambio de calor con el medio ambiente. 
Dato: cagua = 1 cal/gºC 
Rta: 30.000 cal 
6. (a) ¿Qué cantidad de calor hay que suministrar a 50 g de hielo para fundirlo a 1 atm 
y 0 °C? (b) ¿Qué cantidad de calor hay que quitar a 50 g de agua para solidificarla a 
1 atm y 0 °C? 
Dato: Lf = 80cal/g 
Rta: (a) Qabs = 4.000 cal; (b) Qced = - 4.000 cal 
7. Hallar la cantidad de calor que se le debe extraer a 20 g de vapor de agua a 100 ºC, 
para condensarlo y enfriarlo hasta 20 ºC. 
Dato: Lv = 540 cal/g; cagua = 1 cal/gºC 
Rta: Qced = -12.400 cal 
8. En un recipiente calorimétrico que contiene 500 g de agua a 25 ºC se introducen 
75 g de hielo a 0ºC. (a) Calcular la temperatura de equilibrio y composición final de la 
mezcla (b) ¿Qué sucedería si el recipiente contiene 150 g de agua? 
Rta: (a) Tf = 11,3 ºC; magua = 575 g; (b) Tf = 0ºC; magua = 196,875 g; mhielo = 28,125 g 
9. Un trozo de aluminio (Al) de 200 g a 70 °C se introduce en 500 g de agua a 10 °C. 
(a) Realizar un gráfico de T vs. Q. (b) ¿Cuál será la temperatura final (Tf) una vez 
alcanzado el equilibrio térmico? 
Datos: cAl = 0,217 cal/g °C; cagua = 1 cal/g°C 
Rta: Tf = 14,8 °C 
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10. Se enfría un cuerpo de 250 g de aluminio desde una temperatura de 35 °C hasta 
-40 °C. Calcular: (a) La cantidad de calor extraída, (b) el volumen final del trozo de 
aluminio. 
Datos: cAl = 0,217 cal/g°C; ρAl = 2,7 g/cm
3; αAl = 2,3x10
-5 °C-1 
Rta: (a) Q = - 4068,75 cal; (b) Vf = 92,11 cm
3 
P RO BLEMA S AD ICIO NAL E S: 
1. Expresar la temperatura normal del cuerpo humano de 36,5 ºC en la escala Kelvin y 
Fahrenheit. 
Rta: 309,5 K; 97,7 ºF 
2. La temperatura de sublimación del hielo seco es -109 ºF a la presión atmosférica 
normal. ¿Es más baja o más alta que la temperatura de ebullición del etano (185 K)? 
Rta: es mayor 
3. (a) Encontrar la variación de volumen (ΔV) de una esfera de aluminio de 10 cm de 
radio cuando su temperatura varía desde 0 ºC hasta 100 ºC. (b) Calcular el volumen 
a 100 ºC. 
Dato: αAl = 2,3x10
-5 ºC-1 
Rta: (a) ΔV = 28,9 cm3; (b) 4217,69 cm3 
4. (a) Calcular el calor específico del Fe si, al entregar 605 cal a un trozo de Fe de 
100 g a 25 °C, la T aumenta a 80 °C. (b) ¿El calor específico es una propiedad 
extensiva o intensiva? Justificar. 
Rta: (a) cFe = 0,11 cal/g°C; (b) intensiva 
5. En un calorímetro ideal se introducen 350 g de agua a 20 oC y 100 g de hielo a 0 oC. 
Calcular: (a) La temperatura final de equilibrio de la mezcla; (b) la composición final. 
Rta: (a) 0 ºC; (b) 12,5 g hielo y 437,5 g agua 
6. Un bloque de hierro de 500 g se introduce en un recipiente que contiene cierta masa 
de agua a 5 ºC, y se enfría de 100 ºC a 20 ºC ¿Cuál era la masa de agua? 
Despréciese el intercambio de calor con el medio ambiente. 
Dato: cFe = 0,11 cal/g°C 
Rta: 293,3 g