Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Calorimetría a presión constante de cuerpo inerte. Brown 15ed. 5.83.

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Una barra de oro de 100,0 g se calienta de 25 °C a 50 °C, durante lo cual absorbe 322 J de calor. Se asume que el volumen de la barra de oro permanece constante. (a) Con base en los datos, calcula el calor específico del Au(s). (b) Supón que se añade la misma cantidad de calor a dos bloques de 10,0 g de metal, ambos inicialmente a la misma temperatura. Uno es de oro metálico y el otro de hierro. ¿Cuál bloque experimentará un mayor aumento de temperatura tras la adición de calor? (c) ¿Cuál es la capacidad calorífica molar del Au(s)?

Etapa analítica

Para el literal a usaremos el teorema Calor en función del calor específico., para el literal (a), pero despejando el calor específico.

Para el literal (b) usaremos el teorema Diferencia de temperatura de una sustancia inerte en un calorímetro de taza de café, pero despejando el ratio de temperaturas. En este caso sin embargo se ignora el signo ya que el calor no fluye de un bloque a otro, sino que se recibe de una fuente externa. También se cancela el ratio de masas ya que son iguales.

Para el literal (c) usaremos el teorema Capacidad calorífica molar como función de la masa.

Buscamos el calor específico del hierro en la tabla de calores específicos, el valor es de 0.449 J/g-K

Etapa numérica por teoremas

(a) Con base en los datos, calcula el calor específico del Au(s). 

(b) Supón que se añade la misma cantidad de calor a dos bloques de 10.0 g de metal, ambos inicialmente a la misma temperatura. Uno es de oro metálico y el otro de hierro. ¿Cuál bloque experimentará un mayor aumento de temperatura tras la adición de calor? 

El bloque de hierro experimenta un mayor cambio de temperatura.

(c) ¿Cuál es la capacidad calorífica molar del Au(s)? el peso atómico del oro es de 196.97 u, teniendo en cuenta que u = g/mol.

Etapa numérica por factor de conversión

(a) Con base en los datos, calcula el calor específico del Au(s). 

(b) Supón que se añade la misma cantidad de calor a dos bloques de 10.0 g de metal, ambos inicialmente a la misma temperatura. Uno es de oro metálico y el otro de hierro. ¿Cuál bloque experimentará un mayor aumento de temperatura tras la adición de calor? 

El bloque de hierro experimenta un mayor cambio de temperatura.

(c) ¿Cuál es la capacidad calorífica molar del Au(s)? el peso atómico del oro es de 196.97 u, teniendo en cuenta que u = g/mol.

Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., Stoltzfus, M. W., & Lufaso, M. W. (2022). Chemistry: The central science (15th ed.). Pearson.