Energía y calor de combustión

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En este ejercicio pondrás a prueba tus conocimientos resolviendo algunos problemas que implican al calor, la eficiencia, la energía y la radiación solar.

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Sobre Test

2º - Bachillerato

Física

energía

calor de combustión

radiación solar

eficiencia

Edad recomendada: 16 años

3 veces realizada

Creada por

Oscar Ocampo Cervantes

México

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Energía y calor de combustiónVersión en línea En este ejercicio pondrás a prueba tus conocimientos resolviendo algunos problemas que implican al calor, la eficiencia, la energía y la radiación solar. por Oscar Ocampo Cervantes 1 Un secador solar deshidrata grano de café con 33.34 % de pérdida de agua en masa, respecto de la masa total de la semilla en 6 horas. Supón que la potencia del secador es de 95 W. Con base en esta información determina: a m agua perdida = 50 kg; T = 2.052x10⁶ J b m agua perdida = 100 kg; T = 2.052x10⁶ J c m agua perdida = 50 kg; T = 570 J d m agua perdida = 50 kg; T = 3.42x10⁵ J 2 Un motor de gasolina consume 6 L de combustible cada hora. Si el calor de combustión de la gasolina es de 47 000 kJ/kg y la eficiencia máxima del motor es de 25 %, ¿cuánta energía se disipa al ambiente? (ρ gasolina = 680 kg/m³). a 47.94 MJ b 143 MJ c 191.76 MJ d 4x10⁶ MJ e 47.94 MJ f 143 MJ 3 La constante de radiación solar es de 1 366 W/m². En media hora, ¿cuánta energía incidirá sobre un panel solar rectangular de 2 m x 1.5 m? Si la eficiencia de captación de energía del panel es del 11%, ¿cuánta energía solar se aprovecha realmente? a 8.11x10⁵ J b 6.94x10⁶ J c 7.38x10⁶ J d 1.48x10⁷ J 4 De acuerdo con la ecuación de Einstein, ¿cuánta masa se requeriría para generar un joule de energía? a 1.11x10⁻¹⁷ kg b 3.33x10⁻⁹ kg c 3x10⁸ kg d 9x10¹⁶ kg 5 Si todo el calor producido al quemar 300 mL de hidrógeno (142 kJ/g) se transfiere íntegramente a un litro de agua y si la temperatura inicial del agua es 25 °C, ¿qué temperatura alcanzaría? (ρ hidrógeno = 0.0838 kg/m³) a 25 °C b 25.014 °C c 25.72 °C d 747.55 °C Explicación 1 Lo primero será calcular la cantidad agua evaporada, para ello se debe multiplicar la masa total de grano por la eficiencia en la pérdida de agua. Posteriormente, de la ecuación de potencia se despejará al trabajo y como se conocen tanto la potencia como el tiempo en que se desarrolla el trabajo, se sustituye y realiza el cálculo. 2 Lo primero será calcular la masa de la gasolina, esto a partir de la ecuación de densidad y volumen, ambos valores están determinados. Posteriormente, se debe calcular el valor de la energía liberada en forma de calor, multiplicando la masa por el calor de combustión, que da como resultado el total de energía liberada, pero se pide calcular la energía disipada al ambiente, este valor se obtiene a partir de la eficiencia del motor, que solo aprovecha el 25%. 3 A partir de la ecuación de irradancia, se debe despejar a la potencia, se sustituyen los valores de potencia y área, se conocen o se cuenta con la información para calcularlos, y se obtienen su valor. Posteriormente, a partir de la ecuación de potencia, se despeja al trabajo, que es equivalente al calor transferido, se sustituye la potencia y el tiempo y se obtiene el total de calor transferido, del cual solo se aprovecha el 11% y se obtiene la parte proporcional. 4 A partir de la ecuación de Einstein, se despeja a la masa y se sustituyen la cantidad de energía y la velocidad de la luz, se realiza el cálculo y se obtiene el resultado. 5 A partir de la ecuación de densidad se despeja a la masa, se sustituyen el volumen y la densidad y se realiza el cálculo. Posteriormente, se multiplica a la masa por la capacidad calorífica y se obtienen la cantidad de energía transferida, a partir de la ecuación de calor, se despeja la temperatura final y se sustituyen los valores, todos conocidos, finalmente, se realiza el cálculo.

Energía y calor de combustiónVersión en línea

En este ejercicio pondrás a prueba tus conocimientos resolviendo algunos problemas que implican al calor, la eficiencia, la energía y la radiación solar.

Un secador solar deshidrata grano de café con 33.34 % de pérdida de agua en masa, respecto de la masa total de la semilla en 6 horas. Supón que la potencia del secador es de 95 W. Con base en esta información determina:

m agua perdida = 50 kg; T = 2.052x10⁶ J

m agua perdida = 100 kg; T = 2.052x10⁶ J

m agua perdida = 50 kg; T = 570 J

m agua perdida = 50 kg; T = 3.42x10⁵ J

Un motor de gasolina consume 6 L de combustible cada hora. Si el calor de combustión de la gasolina es de 47 000 kJ/kg y la eficiencia máxima del motor es de 25 %, ¿cuánta energía se disipa al ambiente? (ρ gasolina = 680 kg/m³).

47.94 MJ

143 MJ

191.76 MJ

4x10⁶ MJ

47.94 MJ

143 MJ

La constante de radiación solar es de 1 366 W/m². En media hora, ¿cuánta energía incidirá sobre un panel solar rectangular de 2 m x 1.5 m? Si la eficiencia de captación de energía del panel es del 11%, ¿cuánta energía solar se aprovecha realmente?

8.11x10⁵ J

6.94x10⁶ J

7.38x10⁶ J

1.48x10⁷ J

De acuerdo con la ecuación de Einstein, ¿cuánta masa se requeriría para generar un joule de energía?

1.11x10⁻¹⁷ kg

3.33x10⁻⁹ kg

3x10⁸ kg

9x10¹⁶ kg

Si todo el calor producido al quemar 300 mL de hidrógeno (142 kJ/g) se transfiere íntegramente a un litro de agua y si la temperatura inicial del agua es 25 °C, ¿qué temperatura alcanzaría? (ρ hidrógeno = 0.0838 kg/m³)

25 °C

25.014 °C

25.72 °C

747.55 °C

Explicación

Lo primero será calcular la cantidad agua evaporada, para ello se debe multiplicar la masa total de grano por la eficiencia en la pérdida de agua. Posteriormente, de la ecuación de potencia se despejará al trabajo y como se conocen tanto la potencia como el tiempo en que se desarrolla el trabajo, se sustituye y realiza el cálculo.

Lo primero será calcular la masa de la gasolina, esto a partir de la ecuación de densidad y volumen, ambos valores están determinados. Posteriormente, se debe calcular el valor de la energía liberada en forma de calor, multiplicando la masa por el calor de combustión, que da como resultado el total de energía liberada, pero se pide calcular la energía disipada al ambiente, este valor se obtiene a partir de la eficiencia del motor, que solo aprovecha el 25%.

A partir de la ecuación de irradancia, se debe despejar a la potencia, se sustituyen los valores de potencia y área, se conocen o se cuenta con la información para calcularlos, y se obtienen su valor. Posteriormente, a partir de la ecuación de potencia, se despeja al trabajo, que es equivalente al calor transferido, se sustituye la potencia y el tiempo y se obtiene el total de calor transferido, del cual solo se aprovecha el 11% y se obtiene la parte proporcional.

A partir de la ecuación de Einstein, se despeja a la masa y se sustituyen la cantidad de energía y la velocidad de la luz, se realiza el cálculo y se obtiene el resultado.

A partir de la ecuación de densidad se despeja a la masa, se sustituyen el volumen y la densidad y se realiza el cálculo. Posteriormente, se multiplica a la masa por la capacidad calorífica y se obtienen la cantidad de energía transferida, a partir de la ecuación de calor, se despeja la temperatura final y se sustituyen los valores, todos conocidos, finalmente, se realiza el cálculo.