Problemas sobre energía calor y trabajo

1. Los siguientes ejemplos describen interacciones entre dos sistemas:

-una pelota choca contra un vidrio y lo rompe

-un niño con gran esfuerzo intenta mover su cama pero no lo logra

-un perro en la nieve arrastra un trineo

-un panadero amasa el pan

-una grúa sostiene una enorme caja de madera

En cada uno de ellos:

Figura 1

a) Identifica cada uno de los sistemas que interactúan

b)Indica si un sistema realiza trabajo sobre otro

c)En caso afirmativo, indica cómo varía la energía de cada sistema y cómo es posible identificar dicha variación.

2) Se coloca una mamadera con leche dentro de un recipiente con agua y se miden durante 24 minutos las temperaturas del agua y de la leche en forma simultánea (fig.1). La temperatura ambiente es 18,0 °C

Los datos obtenidos se encuentran en el siguiente cuadro

a)Realiza las gráficas de T=f (tiempo) para el agua y la leche utilizando diferentes colores en un mismo par de ejes.

b)Explica por qué la temperatura del agua aumenta y la temperatura de la leche disminuye.

c)¿Por qué se igualan las temperaturas del agua y de la leche?

d)¿Por qué las temperaturas de ambos líqudos disminuyen simultáneamente después de 20 minutos?

e)Luego de una hora,¿cuáles serán las temperaturas del agua y de la leche?

3)Mauro coloca una moneda a temperatura ambiente dentro de un recipiente con agua a una temperatura de 80°C (fig.2).

a)Describe detalladamente las transferencias de energía entre la moneda y el agua.

b)Explica cómo cambian las temperaturas de la moneda y el agua.

Figura 2

4) Mauro repite el experimento anterior (problema 3), pero esta vez llena el recipiente con agua recién sacada de la heladera.

a) Describe detalladamente las transferencias de energías entre la moneda y el agua.

b)Explica cómo cambian las temperaturas de la moneda y el agua.

5)Para caletarse la cara, un día muy frío de invierno, Valentina realiza el siguiente procedimiento: se frota las manos y luego las pone en contacto con su cara. Explica qué trasferencias de energía se producen y cómo.

Figura 3

6)El "Pelu" realiza el siguiente experimento:

En dos vasos de vidrio iguales, coloca la misma cantidad de agua que acaba de sacar de la heladera a una temperatura a una temperatura T=4,0 °C, que es menor a la temperatura ambiente (fig.3). Al vaso "a" lo envuelve totalmente en un buzo de lana (fig. 4).

a)¿Cómo influye el recubrimiento de lana en el intercambio de energía entre el vaso con agua y el ambiente?

b)Luego de transcurridos 10 minutos ¿qué vaso tendrá mayor temperatura? Justifica tu respuesta.

Figura 4

7)El "Pelu" realiza nuevamente el experimento anterior, pero en los vasos coloca agua que calentó en un mechero, por lo que la temperatura inicial del agua es mayor que la del ambiente.

Luego de transcurridos 10 minutos ¿qué vaso tendrá mayor temperatura? Justifica tu respuesta..

Figura 5

8)En una habitación donde la temperatura ambiente es 24,0°C se encuentran los siguientes objetos (fig. 5):

una silla de madera

una lámpara de metal

una mesa de mármol

una alfombra

a)¿Cual es la sensación térmica percibida al tocar cada uno?

b)¿Se encuentran al igual o a diferente temperatura?

c)¿Qué temperatura se leerá en el termómetro que está sobre la mesa?

d)Explica la diferencia entre temperatura y sensación térmica.

9) Completa el cuadro realizando las conversiones de unidades de energía. Expresa los valores con igual número de cifras significativas que los datos: