Ejercicios: Energía, calor y trabajo

En una práctica de laboratorio se calienta un bloque de aluminio de masa $m = 150.0\,\text{g}$ desde una temperatura inicial de $18.0\,^{\circ}\text{C}$ hasta $68.0\,^{\circ}\text{C}$. Sabiendo que el calor específico del aluminio en este intervalo es $c = 0.897\,\text{J}\times\text{g}^{-1}\times\text{K}^{-1}$ y suponiendo despreciables las pérdidas térmicas con el entorno:

1. a) Calcula la cantidad de calor absorbida por el bloque metálico expresada en julios y en kilojulios.
2. b) Justifica conceptualmente por qué el calor absorbido no es una propiedad intrínseca que posea el bloque, diferenciando con claridad entre calor y temperatura.

En un calorímetro de mezclas a presión constante cuya capacidad calorífica propia es despreciable, se introducen $250.0\,\text{g}$ de agua líquida a una temperatura de $20.0\,^{\circ}\text{C}$. A continuación, se añade una pieza metálica de masa $80.0\,\text{g}$ extraída de una estufa a $95.0\,^{\circ}\text{C}$. Se agita la mezcla hasta que se alcanza una temperatura de equilibrio térmico de $24.2\,^{\circ}\text{C}$. Datos: calor específico del agua líquida $c_{\text{agua}} = 4,184\,\text{J}\times\text{g}^{-1}\times\text{K}^{-1}$. Supón que no existen pérdidas de calor al exterior.

1. a) Plantea el balance de calorimetría y determina el calor específico del metal expresado en $\text{J}\times\text{g}^{-1}\times\text{K}^{-1}$.
2. b) Si durante el ensayo se hubiese producido una pequeña pérdida de calor hacia el entorno exterior, razona si el valor experimental obtenido para el calor específico del metal resultaría mayor o menor que el real.