Ejercicios: Calor específico

Explica qué significa que el calor específico del agua sea $4\,180\ \text{J/(kg}\cdot{}^\circ\text{C)}$. Indica cuánta energía hace falta para elevar $1\ ^\circ\text{C}$ la temperatura de $1\ \text{kg}$ de agua.

Escribe la relación que permite calcular el calor $Q$ recibido por una sustancia a partir de su masa $m$, su calor específico $c$ y su cambio de temperatura $\Delta t$. Indica la unidad en que se expresa cada magnitud.

Calcula el calor necesario para elevar la temperatura de $2\ \text{kg}$ de agua en $10\ ^\circ\text{C}$. Usa $c = 4\,180\ \text{J/(kg}\cdot{}^\circ\text{C)}$.

Camila calienta $0{,}5\ \text{kg}$ de agua en una olla desde $20\ ^\circ\text{C}$ hasta $80\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Calcula el cambio de temperatura.
2. b) Calcula el calor que recibe el agua. Usa $c = 4\,180\ \text{J/(kg}\cdot{}^\circ\text{C)}$.

En la playa de Varadero, en un día soleado, la arena se calienta mucho más que el agua del mar, aunque ambas reciban la misma energía del Sol.

1. a) Explica este hecho usando el concepto de calor específico.
2. b) Sabiendo que el calor específico de la arena es aproximadamente $800\ \text{J/(kg}\cdot{}^\circ\text{C)}$ y el del agua $4\,180\ \text{J/(kg}\cdot{}^\circ\text{C)}$, indica cuál de las dos sustancias necesita más calor para aumentar $1\ ^\circ\text{C}$ por cada kilogramo.

Un trozo de hierro de $2\ \text{kg}$ recibe $18\,400\ \text{J}$ de calor. El calor específico del hierro es $460\ \text{J/(kg}\cdot{}^\circ\text{C)}$.

1. a) Calcula cuánto aumenta su temperatura.
2. b) Si el trozo estaba a $25\ ^\circ\text{C}$, ¿cuál es su temperatura final?

Leonardo calienta $1\ \text{kg}$ de agua y $1\ \text{kg}$ de aceite de cocina, ambos inicialmente a $20\ ^\circ\text{C}$, entregando a cada uno $41\,800\ \text{J}$ de calor. El calor específico del agua es $4\,180\ \text{J/(kg}\cdot{}^\circ\text{C)}$ y el del aceite es $2\,000\ \text{J/(kg}\cdot{}^\circ\text{C)}$.

1. a) Calcula la temperatura final de cada líquido.
2. b) Compara los resultados y explica a qué se debe la diferencia.
3. c) Argumenta por qué el agua es muy usada para enfriar motores y para transportar calor.

Un calentador eléctrico de $2\ \text{kW}$ calienta $10\ \text{kg}$ de agua desde $22\ ^\circ\text{C}$ hasta $42\ ^\circ\text{C}$. Su eficiencia es de $80\ \%$. Usa $c = 4\,180\ \text{J/(kg}\cdot{}^\circ\text{C)}$.

1. a) Calcula el calor que debe recibir el agua (energía útil).
2. b) Calcula la energía eléctrica que debe suministrar el calentador.
3. c) Calcula el tiempo, en segundos, que debe funcionar para entregar esa energía. Recuerda que $1\ \text{W} = 1\ \text{J/s}$.