Ejercicios: Temperatura y diferencia de temperatura

Dejas un café a $80\ \celsius$ sobre la mesa de una cocina que está a $20\ \celsius$, como se muestra en la figura.

1. a) ¿En qué sentido fluye el calor: del café al aire o del aire al café?
2. b) ¿Hacia qué temperatura tiende el café si lo dejas mucho tiempo?

Camila deja la cuchara dentro de la olla de sopa caliente mientras pone la mesa. Cuando vuelve, la cuchara está tan caliente como la sopa.

1. a) Explica con tus palabras qué es el equilibrio térmico usando este ejemplo.
2. b) Cuando dos cuerpos están en equilibrio térmico, ¿sigue pasando calor de uno a otro?

Un hervidor eléctrico calienta el agua desde los $20\ \celsius$ de la llave hasta los $70\ \celsius$ que necesita la abuela para su infusión. Calcula la variación de temperatura $\Delta T$ del agua.

En el laboratorio mezclas masas iguales de agua a $80\ \celsius$ y a $20\ \celsius$ dentro de un vaso de precipitados. El cálculo ideal predice una temperatura final de $50\ \celsius$, pero el termómetro marca $47\ \celsius$.

1. a) Explica a qué cuerpos, aparte del agua fría, ha cedido calor el agua caliente en la realidad.
2. b) ¿Contradice este resultado el primer principio de la termodinámica? Justifícalo indicando dónde está la energía «que falta».

Un compañero afirma: «Si mezclo mucha agua fría con poca agua caliente, la mezcla puede acabar más caliente que el agua caliente del principio, porque hay mucha más agua».

1. a) Razona, pensando en quién cede calor y quién lo gana, entre qué dos valores debe quedar siempre la temperatura final de una mezcla de dos masas de agua.
2. b) Explica entonces si la afirmación del compañero es posible.
3. c) ¿Qué condición haría que la temperatura final se acercara mucho a la del agua caliente?