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Cuarta sesión de repaso (26-05-25) - Contenido educativo

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Subido el 27 de mayo de 2025 por M. Jesús V.

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del agua y del etanol por el mito del anillo, y este anillo posee un radio de 3 centímetros, 00:00:00
que serían 3 por 10 a la menos 2 metros. Y se obtienen los siguientes datos. Me da 00:00:08
las fuerzas en el sistema internacional, en Newton. Me da F0 para el agua, F1 para el 00:00:14
agua y lo mismo para el etanol. ¿Qué significa F0 y F1? Si os acordáis cuando hacíamos 00:00:20
la práctica, F0 es la fuerza que ejerce el anillo solamente antes de empezar y luego 00:00:26
F1 es la fuerza obtenida tras sacar el anillo, con lo cual os acordáis que hacíamos la 00:00:33
Bueno, entonces, vamos a hacerlo en el PAIN, vamos repasando, este es el ejercicio, ejercicio 2, cuarta sesión. 00:00:41
Vamos a poner la fórmula de la fuerza para el método del anillo 00:01:01
La fuerza que hay que ejercer para que se desprenda es igual a 4pi por R y por la tensión superficial 00:01:10
Con lo cual, en nuestro caso, esa fuerza, si nosotros teníamos eje 1 y eje 0 00:01:19
Pues teníamos que restar la fuerza que hacía el anillo inicialmente, antes de introducirlo, restábamos F1 menos F0, que era esta fuerza, que es igual a 4pi por el radio del anillo y por la tensión superficial. 00:01:26
¿Vale? Sabemos que el radio, en nuestro caso, es de igual a 3 centímetros, que esto es igual a 3 por 10 a la menos 2 metros. 00:01:43
Como lo dan en Newton, si veis la tabla, entonces vamos a ver lo primero para el agua. 00:01:56
Recordad estos datos que no los copio, pero miradlos, los tenemos aquí, ¿vale? 00:02:02
para el agua, F0, F1 00:02:07
y para el etanol 00:02:09
vale, pues como nos mandan para hacerlo 00:02:10
para los dos, vamos a hacerlo primero 00:02:13
para el agua, entonces para el agua 00:02:15
aplicamos la fórmula 00:02:17
que es esta 00:02:22
y me quedo 00:02:22
F1 que es 0,082 00:02:25
newton 00:02:28
0,082 newton 00:02:28
menos F0 00:02:31
que es 0,052 00:02:32
Entonces, Newton es igual a 4 pi, es una constante, el 4 pi, el radio que lo ponemos en el sistema internacional es por 3 por 10 a la menos 2 metros, y por la tensión superficial. 00:02:36
Pues la tensión superficial, esta es la que me pide, en el caso del agua, ¿vale? 00:02:52
Entonces, despejamos la tensión superficial y esta es igual a, a ver si alguno quiere ir haciendo esta operación, 4pi por 3 por 10 a la menos 2, que está multiplicando a la tensión superficial, lo ponemos en el denominador y en el numerador ponemos la diferencia 0,082 menos 0,052, esa resta en newton, ¿vale? 00:02:57
Bueno, entonces, este, perdón, es por 10 a la menos 2 metros, 5.2 metros, con lo cual la tensión superficial le va a dar 1 newton partido por metro. 00:03:27
¿Lo veis? Las unidades. Y esto es igual, bueno, hacemos la resta, 0,082 menos 0,052, me da 0,030, y dividido, esto sí que os pediría yo que lo hicierais exactamente a lo que da, 00:03:41
no sé por qué lo he dejado aquí indicado 00:04:01
y no he puesto la solución 00:04:03
por 10 a la menos 2 00:04:04
no tengo calculadora 00:04:06
metros 00:04:07
y lo que me dé es en Newton partido por metro 00:04:08
esta es la tensión superficial del agua 00:04:11
ahora la tensión superficial 00:04:15
del alcohol 00:04:18
la calculamos 00:04:20
para el alcohol 00:04:23
la tensión superficial para el alcohol 00:04:24
ya despejada 00:04:29
Es igual a, ponemos, sabéis que despejándola me da la tensión superficial, igual a 0, en este caso los datos son F1 0,063 menos F0 0,052 y todo ello en newton dividido entre 4pi, 00:04:30
porque los datos experimentales me los dan, 4pi por 3 y por 10 a la menos 2, este 3 viene del radio, ¿vale? 00:04:55
Metros. Luego ya tenemos las unidades también de la tensión superficial del alcohol con el mito del anillo 00:05:03
y el mito en partido por metro. Es exactamente lo que hicimos en la práctica de laboratorio. 00:05:09
Y si me hacéis el favor, alguno de vosotros, de hacerme esta operación y decirme lo que da, porque aquí no lo tengo. 00:05:15
Ahora me piden aquí en el problema, dice, calcula la tensión superficial de cada compuesto en din a partido por centímetro. 00:05:20
Entonces, hay que pasarlo a din a partido por centímetro, ¿vale? 00:05:36
Entonces, ¿cómo se pasa a din a partido por centímetro? 00:05:39
Pues muy fácil, porque sabemos que si ponemos aquí newton partido por metro y lo multiplicamos por factores de conversión, 00:05:41
yo os puedo decir que un newton equivale a 10 a las 5 linas y un metro igual a 10 a las 2 centímetros. 00:05:52
Con lo cual, multiplicamos por dos factores de conversión. Uno de ellos es que el newton, que como le tengo en el numerador este factor, lo voy a poner el newton en el denominador para que se simplifique y las dinas en el numerador. 00:06:07
Un Newton 10 a la 5 dinas y un metro 10 a la 2 centímetros. Pues yo como tengo metros en el denominador, los pongo en el numerador de los centímetros en el denominador. 00:06:23
Con lo cual, esto me da exactamente, o sea, tenemos aquí un newton partido por metro, lo estamos pasando a din a partido por centímetro, exactamente me da 10 a la 5 menos 10 a la 2, ¿vale? 00:06:38
Esta es una potencia de base 10 que está en el denominador y sube al numerador con signo menos, me quedaría, bueno, simplificamos los newton con los newton, los metros con los metros y me quedan las dinas. 00:06:51
dividido entre los centímetros 00:07:06
al resultado que me dé aquí 00:07:09
lo hacéis vosotros 00:07:12
si no me decís 00:07:13
lo dejamos y vosotros 00:07:15
lo termináis 00:07:17
no hay más que hacer esas operaciones 00:07:19
lo único que para pasar de Newton partido por metro 00:07:21
pues fijaos que me va a quedar 00:07:24
10 a la 5 00:07:25
por 10 a la 00:07:27
este 2 00:07:31
del denominador 00:07:32
este exponente 2 positivo 00:07:34
pasa como menos 2, y esto es igual a 10 a la menos 3, dinas partido por centímetro, ¿vale? 00:07:35
Perdón, 10 a la 5 menos, no, 10 a la más 3, 10 a la más 3, dinas partido por centímetro. 00:07:46
Luego, al valor que me dé aquí, lo multiplicáis por mil, y ese valor ya está en dinas partido 00:07:54
por centímetro. Me parece que tenemos algo de esto en el ejercicio siguiente, un cambio 00:08:00
similar, ¿vale? Bueno, pues si alguno de vosotros lo hace, luego quiere decir lo que 00:08:05
da, ¿vale? Vamos a hacer el ejercicio de la cuarta sesión, que es este. Muy sencillito, 00:08:14
Tiene pocos datos, pero es lo que hemos hecho en el laboratorio. 00:08:25
El 3, utilizando un estalamómetro, que ya sabéis lo que es, del cual había que calcular la constante para determinar la tensión superficial del aceite de oliva, se han obtenido los siguientes datos experimentales. 00:08:30
Pues haciendo primeramente a 20 grados el experimento con el estalamómetro con agua a 20 grados, vemos que vierte 16 gotas entre los dos enrases, os acordáis del estalamómetro, ¿no? 00:08:43
Y haciendo el experimento a la misma temperatura con el aceite, vierte 28. Entonces, me dan los datos, me dan la densidad del aceite de oliva a 20 grados, es este valor en el sistema CGSIMAL, y luego, según la bibliografía, pues tenemos los datos de la tensión superficial del agua a 20 grados, en vinas partido por centímetro, y la densidad del agua a 20 grados. 00:08:56
Entonces, vamos a recordar cómo se hacía. El hecho de haber hecho el experimento con agua es el líquido de referencia para calcular la constante del aparato. 00:09:25
Entonces vamos a ver, borro, el ejercicio 3 de la sesión 4. 00:09:35
Ejercicio 3, sesión 4. 00:10:06
Entonces, según los datos que me daban, los tenemos, si no vamos al archivo y los miramos, 00:10:12
los tenemos aquí, voy a ir poniendo y diciendo, vamos a ver, ¿cómo se calculaba la tensión 00:10:33
superficial por el método del estalamómetro. Por la tensión superficial la fórmula es 00:10:38
esta. Es igual a la constante K por la densidad dividida entre el número de gotas que vierte, 00:10:43
¿vale? Entre dos enrases. El modo de proceder con el estalamómetro, pues ya lo vimos. Bueno, 00:10:51
esta es la fórmula que se utiliza. Entonces, como he dicho, ¿para qué se hace con agua? 00:10:57
Pues para hallar la constante K, porque según para el agua, el líquido de referencia del agua destilada, tenemos los datos de la tensión superficial del agua destilada en la bibliografía y tenemos también la densidad al integrado. 00:11:02
Con lo cual, podemos calcular la K, porque N es el número de gotas que hallamos experimentalmente, ¿vale? 00:11:18
Que vierte nuestro termómetro con agua. 00:11:26
Entonces, vamos a calcular la K con los datos del agua. 00:11:29
Entonces, si aplicamos esto, ponemos el agua, la densidad del agua y el número de gotas en H2O, ¿vale? 00:11:33
A 20 grados. 00:11:42
Calculamos la K, que es una constante. 00:11:45
Entonces, la constante K luego nos va a servir para cuando yo calcule la tensión superficial con la misma fórmula del aceite, como no la conozco, pues yo ya sé lo que vale la constante K y sé la densidad del aceite también a cierta temperatura y el número de gotas que hay experimentalmente con el aceite. 00:11:47
Vamos a despejar la constante K, y la constante K me da igual a la tensión superficial del agua, multiplicado por el número de gotas, y lo dividimos entre la densidad del agua. 00:12:13
agua. Bueno, pues esto es igual, aplicando valores, esto es igual a, según me dicen 00:12:30
en el enunciado del problema, la tensión superficial del agua son 72,8 dinas partido 00:12:41
por centímetro en el sistema cecesimal por el número de gotas, que es 16, dividido 00:12:49
dentro de la densidad del sistema Césima, que es 0,20 grados, 0,998 gramos por centímetro 00:12:57
cúbico. Exactamente, vamos a comprobarlo, vale, 998, muy bien. Entonces, esto me da 00:13:05
igual a, pero fijaos, ¿cómo sé yo qué unidades va a tener la constante K? Pues muy fácil, 00:13:18
Voy a coger y voy a poner, como aquí tengo dinas partido por centímetro, pues voy a ver qué unidades tiene dina partido por centímetro. 00:13:26
Bueno, sabemos que la dina es una fuerza, fuerza igual a masa por aceleración. 00:13:36
Luego, como la dina es la unidad de fuerza en el sistema cegesimal, pues la masa y por la aceleración en el sistema cegesimal sería una dina es igual a masa de un gramo por la aceleración, que es centímetro, partido por segundo al cuadrado, ¿vale? 00:13:41
y a su vez lo divido en 3 centímetros, con lo cual esto ya lo puedo simplificar, estos centímetros con estos centímetros, 00:13:55
y este segundo al cuadrado me lo bajan abajo. Luego tengo gramos partido por segundo al cuadrado. 00:14:03
¿Por qué hago esto? Pues para que veáis las unidades exactamente a las que vamos a llegar para la constante. 00:14:10
Entonces, me queda que en lugar de poner 72,8 gramos partido por centímetro, pongo 72,8 gramos partido por segundo al cuadrado, por 16, y dividido entre la densidad, que son 0,998 gramos por centímetro cúbico. 00:14:17
con lo cual los gramos sí que los simplifico 00:14:39
y estos centímetros cúbicos me suben arriba 00:14:43
y los segundos al cuadrado me bajan abajo 00:14:45
¿vale? esto abajo y esto arriba 00:14:50
con lo cual me quedan 00:14:53
centímetro cúbico partido por segundo al cuadrado 00:14:56
las unidades de la constante del estalamómetro 00:15:00
¿cuánto me da exactamente? 00:15:03
pues me da mil ciento sesenta y siete 00:15:05
y con estas unidades 00:15:08
esa es la constante K 00:15:14
pues ahora ya como conocemos la constante K 00:15:15
vamos a calcular la tensión superficial del aceite 00:15:21
la tensión superficial del aceite es igual a 00:15:25
la despejamos acá, que ya la conocemos 00:15:30
por la densidad del aceite 00:15:33
por la densidad del aceite 00:15:35
dividido entre el número de gotas 00:15:37
del aceite 00:15:40
del experimento 00:15:41
igual a 00:15:44
aquí en este caso ya me dan un valor 00:15:47
del número de gotas 00:15:49
si lo hubieras hecho en el laboratorio 00:15:51
hubieras hecho tres determinaciones 00:15:53
hacéis la media 00:15:56
aquí me dan este valor 00:15:56
pues ya se supone que es la media 00:15:58
más sencillo 00:16:00
entonces ponemos la constante 00:16:02
con sus unidades que son 1.167 centímetros cúbicos partido por segundo al cuadrado 00:16:04
por la densidad del aceite que es 0,769 gramos por centímetro cúbico 00:16:12
dividido entre el número de gotas que son 28. 00:16:21
Como veis, estos centímetros cúbicos los puedo simplificar y me dan gramos 00:16:29
y este segundo al cuadrado me baja aquí abajo. 00:16:34
Me dan en las unidades gramo partido por segundo al cuadrado, 00:16:37
que como hemos visto antes, equivale a diena partido por centímetro, ¿lo veis? 00:16:41
Diena partido por centímetro y gramo partido por segundo. 00:16:46
Bueno, entonces esto me da 32,05. 00:16:50
Gramo partido por segundo al cuadrado. 00:16:58
que son 00:17:04
dina 00:17:08
partido por centímetro 00:17:09
¿vale? ya lo tenemos 00:17:12
en el sistema tejesimal 00:17:13
¿y cómo hacemos el cambio 00:17:15
al sistema internacional? 00:17:18
pues fijaos lo que hemos hecho antes 00:17:20
32,05 00:17:21
luego lo hacéis para el agua también 00:17:23
dina 00:17:25
partido por centímetro 00:17:27
es igual 00:17:29
lo hacemos bien, 32,05 00:17:31
ponemos lo mismo, dina partido por centímetro 00:17:33
aunque a veces este paso no se hace 00:17:37
pero está mejor hecho así 00:17:39
porque vamos a demostrar que estas dinas partido por centímetro 00:17:41
son a x los que sean newton partido por metro 00:17:45
entonces hacemos los factores de conversión 00:17:48
que sabemos que un newton 00:17:52
un newton son 10 a la 5 dinas 00:17:53
y también multiplicamos por otro factor 00:17:58
que me dice que un metro equivale a 10 a la 2 centímetros. 00:18:03
Con lo cual ya podemos simplificar, ¿vale? 00:18:15
Ya me va a quedar el Newton partido por metro, las dinas, las dinas y los centímetros con los centímetros. 00:18:18
Y me queda el Newton partido por metro. 00:18:26
Y esto es igual a 0,032 newton partido por metro. 00:18:28
¿Veis que para pasar de newton partido por metro a dina partido por centímetro se multiplica entre mil? 00:18:37
O al revés, que es lo que nos salía antes. 00:18:43
Nos había quedado algo y teníamos que multiplicar por mil para hallarlo en el sistema internacional. 00:18:46
Si lo tenemos en el trigésimal y lo queremos pasar al internacional, se divide entre mil. 00:18:51
lo veis, lo comparáis. Cuando repaséis este ejercicio, lo comparáis. ¿Estamos? 00:18:56
Bueno, pues nada, ya tenemos hecho este ejercicio también. ¿Hay alguna duda? 00:19:03
No sé si estáis ahí. Nadie dice nada. 00:19:12
Bueno, pues vamos a seguir. Entonces, vamos a hacer, a ver qué ejercicio hacemos. 00:19:17
Ahí de calor tenemos dos. Tenemos aquí uno de, el ejercicio uno de la cuarta sesión de repaso. 00:19:31
O sea, esto se hace en el laboratorio. Vosotros no lo habéis hecho por falta de tiempo. ¿Cómo se halla experimentalmente el equivalente en agua de un calorímetro? Que sepáis que hay más formas de hacerlo. 00:19:41
pero una de las que se utilizan es esta y esta es la manera que lo hacemos aquí, pero siempre que esté bien hecho hay más formas de hallar el equivalente en agua del calorímetro. 00:19:54
Entonces vamos a leer el enunciado. Para hallar el equivalente en agua de un calorímetro, vosotros si pensáis que tenéis el calorímetro, 00:20:06
vertéis sobre él, sin hallar la temperatura del calorímetro, vertéis sobre él X gramos de agua. 00:20:13
En este caso, os lo dije. Y esperáis a que estabilice la temperatura. 00:20:20
Entonces, diremos que la temperatura inicial, tanto para el calorímetro como para el agua, es 16,1. 00:20:25
Esperamos un rato y esa es la que se va a considerar como temperatura inicial para los dos. 00:20:32
Después de esto, se ha estabilizado, añadimos estos gramos de agua, 245,7, que están más calientes, a 60,1 grados centígrados. 00:20:38
Vemos que estamos poniendo en contacto algo más frío con algo más caliente. 00:20:51
Entonces, esperamos a que se alcance el equilibrio, la temperatura sea constante, y esa temperatura final es 32,7 grados centígrados. 00:20:56
centígrados. Bueno, pues ahora te pide calcular la constante del calorímetro. Entonces, ¿qué 00:21:05
es lo que pasa aquí? Que el agua caliente es el que va a ceder calor. Luego el calorímetro, 00:21:12
cuando hacemos el experimento, lo cerramos. Se supone que es adiabático, que no deja 00:21:18
pasar calor a través de las paredes, ¿vale? Pero hay intercambio de calor dentro. Tenemos 00:21:23
Tenemos agitador, termómetro, lo aislamos muy bien y lo que vamos a ver es que el agua caliente cede calor y el calorímetro, que está más frío, y el agua fría, los dos, porque en este caso vamos a hallar si ese calorímetro cuánto es capaz de absorber o ceder también, ¿vale? 00:21:30
Que en muchos problemas lo hemos considerado nulo, no lo hemos tenido en cuenta, pero en este caso sí, porque me están diciendo que lo calculo. 00:21:50
Entonces, el que cede calor es el agua caliente y el que gana ese, absorbe calor, es el calorímetro y el agua fría, ¿vale? 00:21:58
Entonces vamos a poner el balance, empezamos a hacer el ejercicio, borramos este, bueno, hacemos el esquema. 00:22:09
Imaginaos que tenéis el calorímetro aquí, tenemos un calorímetro, entonces primeramente añadíamos una cantidad de agua, que era 147,8 gramos de agua. 00:22:40
y esperamos a que alcance la temperatura de 16,1 grados centígrados, ¿vale? 00:23:10
Después, esto es el primer paso, luego el segundo paso, añadimos 245,7 gramos de agua a 60,1 grados centígrados, ¿vale? 00:23:31
Y esperamos, ¿vale? Estos 16,1, bueno, vamos a ponerlos aquí dentro, estarían estos 16,1 dentro de esa temperatura, ¿no? Esperamos, bien. 00:23:59
Con lo cual, la temperatura de equilibrio después de un tiempo nos daría, igual a 32,7 grados centígrados. 00:24:11
Y a partir de estos datos me piden hallar la A, ¿vale? Vale, nos ponemos en balance. 00:24:20
Vamos a ver, hemos dicho que cede calor el agua caliente, pues calor cedido por agua caliente más calor absorbido por agua que está más fría, 00:24:26
más, decíamos que el calorímetro absorbe, está a la misma temperatura que el agua fría, 00:24:53
leemos bien el enunciado, lo repasáis, más calor absorbido por calorímetro, igual a cero, ¿vale? 00:25:01
Entonces a este le vamos a llamar curso 1, a este le vamos a llamar curso 2 y a este le vamos a llamar curso 3. 00:25:14
Vamos a calcular de 1 en 1. Vamos a hallar Q1, que es el calor Q1 cedido. Ya sabemos quién, lo hemos puesto arriba. Es igual. Aquí no hay cambio de estado. Luego hay que aplicar la fórmula. El calor es igual a la masa por calor específico, calor intercambiado y por incremento de calor. Es el calor sensible, no es cambio de estado. 00:25:21
Luego el calor cedido por agua caliente es igual a la masa del agua caliente, ¿cuál sería la masa del agua caliente? 245,7 gramos por el calor específico del agua, es una caloría por cada gramo y grado centígrado y por temperatura final menos inicial. 00:25:48
La temperatura final es la de equilibrio, ¿vale? 00:26:13
Luego sería 32,7 menos la inicial, que es 60,1, y son grados centígrados. 00:26:16
Esta diferencia, ¿no? 00:26:27
Entonces, simplificamos los gramos con los gramos, los grados centígrados con los grados centígrados, 00:26:28
y el resultado me da en calorías. 00:26:36
Este es el calor que cede, que nos va a dar negativo, porque este 32,7, bueno, esta es la temperatura de equilibrio, sabemos, ¿no? 00:26:39
¿Qué? Bueno, no, es un huevo rojo. 00:26:47
La temperatura de equilibrio es 32,7. 00:26:58
Y esto me da exactamente menos 6.732,18 calorías. 00:27:01
Este es el calor que se hace negativo. 00:27:11
Vamos a ver ahora el calor asolido y su 2. 00:27:14
Usos 2, absorbido, ¿vale? Por agua, por agua. 00:27:18
Esto es igual a la masa del agua, ¿no? La masa del agua son 147,8 gramos, 147,8 gramos por el calor específico del agua, que es una caloría por cada gramo y grado centígrado, y por la diferencia de temperaturas. 00:27:34
el agua finalmente está a la temperatura de equilibrio, que son 32,7, menos, la inicial es 16,1, ¿vale? Lo teníamos ahí, menos 16,1, todo ello lo podemos poner así, en lugar de poner grados centígrados menos grados centígrados, lo ponemos así, y así simplificamos más fácil, ¿vale? 00:27:53
simplificamos los gramos y simplificamos los grados centígrados y el resultado me da positivo 00:28:15
en calorías, es un calor absorbido y esto es exactamente 2.453,48 calorías. Ahora nos falta 00:28:22
el calorímetro que también absorbe calor porque estaba a menor temperatura. ¿Os acordáis que 00:28:36
El calor del calorímetro era igual a la masa por el calor específico del calorímetro, que lo llamábamos K, y por el incremento de T. 00:28:44
Este incremento de T es el mismo que el del agua, ¿vale? 00:28:58
Luego la Q3 absorbido por calorímetro, calorímetro es igual a, vamos a ponerlo que lo veáis a masa del calorímetro, por calor específico del calorímetro, calorímetro, 00:29:01
y por temperatura de equilibrio menos temperatura inicial del agua, ¿vale? 00:29:25
Que es lo mismo que el calorímetro. 00:29:34
Esto es igual a la K, porque la masa por calor específico del calorímetro lo llamamos K 00:29:37
por el incremento de T, que es la temperatura de equilibrio, menos temperatura inicial del agua, ¿vale? 00:29:43
Que estaba a la misma temperatura que el calorímetro. Y esto es igual a la K, que es la incógnita, por, ¿cuál es la temperatura final? La de equilibrio, 32,7, menos la inicial, que estaba a la misma temperatura que el agua, 16,1 grados centígrados. 00:29:53
¿Vale? Esto es igual exactamente a la K por esta diferencia, que son 16,6 grados centígrados. 00:30:17
Bueno, pues ahora ya vamos a hacer el balance, borramos lo de arriba, si no os importa, porque si no, no tengo espacio. 00:30:31
Borramos esto y lo hacemos. 00:30:40
Hacemos, a ver, tenemos que Q1 más Q2 más Q3 igual a 0. 00:30:42
Recordemos que Q1 es el calor frío por el agua caliente y Q2 el calor absorbido por el agua fría y Q3 el calor absorbido por el calorímetro. 00:31:02
Lo ponemos todo, ¿vale? Vamos a ver el calor. Q1, que es el menos 6.000, 6.700, 32,18 calorías, más Q2, que es 2.400, 53,48 calorías. 00:31:11
más este es el Q2 que acabo de escribir, más Q3 que es K por 16,6, o K por 16,6 grados centígrados, esto es igual a cero. 00:31:41
¿Cuál es lo que tenemos que despejar? 00:32:05
la K. Esta es la que tenemos que despejar. Entonces, a ver cómo lo hacemos. Bueno, pues 00:32:07
vamos a dejar en el primer miembro la incógnita K y el resto lo vamos a pasar al segundo. 00:32:12
Con lo cual, si nosotros ponemos en el primer miembro K, que queda con el mismo signo, por 00:32:19
16,6 grados centígrados, o podemos decir 16,6 grados centígrados K, da igual, el orden 00:32:27
de factores no altera al producto. Esto es igual, este negativo me pasa positivo al segundo 00:32:34
miembro, 6.732,18 calorías y este positivo, estas calorías 2.453,48 pasan con signo menos 00:32:40
al segundo miembro, 2.453,48 calorías, ¿vale? Bueno, pues ya podemos despejar esta K y esta 00:32:52
K, que da igual a esta diferencia arriba, que son 4.278, 4.200, esta diferencia, son 00:33:06
Son 4.278,7 calorías dividido entre, como estamos despejando la K, 16,6 grados centígrados. 00:33:18
Y ya, por eso, exactamente, estas unidades calorías por grados centígrados es el valor, son las unidades de la K, de la capacidad calorífica, ¿vale? 00:33:37
Hemos dicho que a veces, según nosotros queramos, puede darnos en gramos de agua o como capacidad calorífica con esas unidades. 00:33:47
Entonces, esto es igual a 258, 258, hemos aproximado, aproximado a 258 calorías partido por grado centígrado. 00:33:57
Este es el valor de la K. 00:34:13
el equivalente en agua de este calorímetro. Cada calorímetro tiene su equivalente en agua. 00:34:17
¿Estamos? Vamos a borrar para empezar a hacer el siguiente. Es un poquito más largo. 00:34:27
Es el que estaba pendiente. Alguien me preguntaba el otro día. Puse un vídeo del año pasado 00:34:36
y ahí creo que estaba resuelto, pero lo vamos a resolver, que es este, a ver, es este, el 3, vamos a mezclar 2 litros de agua, 00:34:42
lo vamos a plantear, se mezclan 2 litros de agua, necesitamos saber a cuántos gramos equivalen, vale, 00:34:54
a 80 grados con un bloque de hielo, están calientes esos 2 litros, se ve claramente que tú lo vas a mezclar con hielo 00:35:03
Y el que cede calor es el agua, esos dos litros, ¿no? 00:35:11
Con un bloque de hielo de 200 gramos que se encuentran a menos 10 grados centígrados. 00:35:14
Se dice que cuál es la temperatura final de la mezcla. 00:35:19
Me dan las unidades en el sistema internacional que el otro día en un problema, ahora las pongo en el sistema texasimal, ¿vale? 00:35:22
El calor específico del hielo, el del agua y el calor latente de fusión del hielo. 00:35:29
Bueno, lo vamos a hacer en el sistema texasimal. 00:35:35
Se puede resolver como quiera esto. 00:35:37
Pues, vamos, en el sistema cefesimal vamos a utilizar calorías en lugar de julio. 00:35:40
En el sistema cefesimal, porque vamos a utilizar, pues veremos las unidades de, por ejemplo, el calor específico. 00:35:47
Bueno, y lo vamos a hacer. Borro. 00:35:54
Lo primero que tenemos que ver, que algunas veces lo damos por hecho o lo dice el enunciado 00:35:58
suponiendo que todo después de la mezcla todo es agua líquida, en este caso como no 00:36:19
sabemos qué va a pasar porque no nos dice nada el enunciado, vamos a averiguar si el 00:36:26
estado final del conjunto es líquido. ¿Vale? Entonces, para ello, ¿qué es lo que vamos 00:36:31
a hacer? Bueno, pues lo que vamos a hacer es ver el calor que cede el agua para pasar 00:36:36
a cero grados y vamos a ver el calor que absorbe el hielo también para pasar a cero grados 00:36:42
y vamos a ver cuál es mayor, ¿vale? Lo comparamos y luego ya resolvimos el ejemplo. Porque en 00:36:52
En este caso, no nos dicen cómo va a ser el conjunto. 00:36:58
Bueno, entonces, disponemos de dos litros de agua. 00:37:03
Tenemos 2 litros de agua a 80 grados centígrados, caliente, más hielo, tenemos 200 gramos, 00:37:07
Vamos a ver el agua, que este es el que va a ceder calor. 00:37:37
¿Cuánto calor cede? Para pasar estos dos litros de agua lo vamos a enfriar hasta cero horas. 00:37:53
Y este hielo, vamos a ver cuánto calor absorbe para pasar, cuánto necesita absorber para pasar a cero grados. 00:37:59
Vamos a ver cuál es mayor. 00:38:11
Vamos a ver el calor. 00:38:13
Lo primero, tenemos dos litros de agua. 00:38:15
Pues esos dos litros los vamos a pasar a centímetros cúbicos, por ejemplo. 00:38:18
Tenemos dos litros. 00:38:23
y ya sabemos que un litro equivale a un decímetro cúbico 00:38:24
y sabemos que un decímetro cúbico equivale a 10 a la 3 centímetros cúbicos 00:38:34
Con lo cual, ¿qué tenemos? Pues tenemos que los litros los simplificamos en centímetros cúbicos, pues que tenemos que dos litros son, esto es igual a dos por diez a la tres centímetros cúbicos, dos mil centímetros cúbicos. 00:38:46
Podemos ponerlo de las dos maneras. Queremos la masa, ¿no? Sabemos que la masa es igual al volumen por la densidad, porque por definición sabíamos que densidad es igual a la masa entre volumen, ¿no? 00:39:13
Bueno, con lo cual, la masa de estos dos litros son el volumen, que son 2.000 centímetros cúbicos, por la densidad del agua, que me la dan, que es un gramo, vamos a suponer, que es un gramo por centímetro cúbico. 00:39:26
Esto me da 2.000 gramos, tenemos 2.000 gramos. 00:39:45
Luego ya podemos calcular, como este es el agua caliente, es el calor que desprende para cuando se enfría de 80 a 0 grados. 00:39:54
Entonces, el calor cedido para pasar, el calor que el agua cede para pasar a 0 grados centígrados, esto es igual, como no es cambio de estado, ¿qué fórmula podemos poner? 00:40:04
Por la masa, el agua, por el calor específico, el H2O, caliente, y por el incremento de temperatura final menos inicial. 00:40:29
Entonces, la masa son 2.000 gramos, por el calor específico, que es una caloría por cada gramo y grado centígrado, 00:40:44
Y como nosotros queremos llevarlo a 0 grados, temperatura final 0 grados, menos 80 grados centígrados, que es la inicial. 00:40:53
Entonces vemos que me va a dar negativo, porque 0 menos 80 es menos 80. 00:41:03
Esto me da exactamente un valor de 8 por 2, 16, que me da 160.000 calorías, pero con signo menos, menos 160.000 calorías. 00:41:07
¿vale? Este es el calor que cede el agua, ¿vale? Ahora vamos a ver el calor absorbido 00:41:21
por el hielo para pasar a 0 grados. El calor ha subido por el hielo para calentarse a 0 00:41:33
grados centígrados. Entonces, aquí necesitamos dos cursos. Necesitamos primero, sabemos que 00:41:54
está a menos 10 grados 00:42:00
el hielo está a menos 10 grados centígrados 00:42:02
primero tenemos que darle 00:42:05
o absorbe un calor 00:42:07
para pasar ese 00:42:09
de menos 10 a 0 grados 00:42:10
pero 00:42:12
en estado sólido 00:42:13
¿vale? entonces 00:42:16
¿a qué se da eso igual? 00:42:18
en estado sólido, calor absorbido por hielo 00:42:22
para pasar a 0 grados 00:42:24
y en estado líquido 00:42:26
En estado líquido, vale, entonces sería U1, que es el calor, U1, calor que absorbe 00:42:30
el hielo para calentarse a cero grados centígrados, más Q2, que es el calor que absorbe el hielo 00:42:45
para fundir a cero grados centígrados, o sea, cambio de estado, de sólido a líquido, ¿no? 00:43:15
Vale, cambio de estado. 00:43:29
Vale, pues entonces, ese calor sería igual a, vamos a ponerlo, 00:43:33
Venga, este calor que absorbe el hielo para calentarse a 0 grados, pero sigue siendo hielo, 0 grados, sigue siendo hielo, o sea, sólido, sin cambio de estado. 00:43:40
Pues ponemos la fórmula de calor sensible, la masa del hielo por el calor específico del hielo y por el incremento de T. 00:43:51
¿Cuál es la masa del hielo? Pues el hielo exactamente tenemos 200 gramos, 200 gramos por calor específico del hielo que es 0,5 calorías por cada gramo y grado centígrado y por la temperatura, el incremento de temperatura es la final 0 menos la inicial, 0 menos menos 10. 00:43:59
Esto se me convierte en un más. Y esto, ahora ponemos lo que vale, más. Bueno, estos son grados centígrados. Estos grados de gramos, con estos gramos los simplificamos y estos grados centígrados con estos también, más. 00:44:25
Ahora, el calor que absorbe el hielo para fundir, que es igual a la masa por ese calor latente, que lo sabemos que son 80 calorías por cada gramo, ¿vale? Entonces, la masa del hielo son 200 gramos por el calor latente, que son 80 calorías por cada gramo. 00:44:46
Este es el calor que necesitan el hielo a cero grados para fundir, a cero grados, porque es un, ya os digo. Vale, entonces, esto es exactamente, esto me da, sumándolo, un momento, vamos a ver, serían, en el primer caso serían 200 gramos, a ver, donde lo tengo aquí, 00:45:05
En el primer caso serían 200 por 0,5, 100 por 10, porque esto se convierte en un positivo, me da 1.000 calorías, igual a 1.000 calorías más, y esto, el segundo son 2 por 8, 16 y 3 ceros, 16.000 calorías. 00:45:32
Y esto es igual a 17.000 calorías. Entonces, ¿cuál es mayor? ¿Cuánto me he dado antes? 00:45:57
160.000 calorías que cede el agua para pasar a cero grado, está negativo porque es un calor cedido, o estas 17.000 calorías que necesita el hielo para pasar a cero grado. 00:46:10
Pues vemos que sobra, entonces es mayor el calor que hace del agua, con lo cual tiene suficiente energía para que el hielo pase a estado fundido perfectamente. 00:46:21
Entonces, sería el resultado es que tendríamos agua líquida. Ya sabemos que tenemos agua líquida. Bueno, esto lo podríamos pasar a julios también. Esas, por ejemplo, vamos a borrar esto de arriba. 00:46:37
Si yo quiero pasar esas 160.000 calorías, pues esas 160.000 calorías serían U1, que es el calor que hace del agua, U1 tenemos menos 160.000 calorías, 00:46:51
con el cual le ponemos positivo, en este caso para hacer el cambio, 160.000 calorías. 00:47:14
Para pasarlo a julios, si tenemos el sistema internacional, sabemos que una caloría equivale a 4,186 julios. 00:47:21
Y esto es aproximadamente 71,2,2 por 10 a la 3 julios, ¿vale? 00:47:35
Y estos otros dos, este otro calor sería, el segundo calor, que sería Q2 más Q3, 00:47:47
este le podríamos llamar Q2 y a este Q3, pues Q2 más Q3 generaba 17.000 calorías, 00:47:54
que son 17.000 calorías, espérate, 18, me parece que he puesto la solución aquí mal, 00:48:08
Esto es 160.000 por, es imposible que me dé tan poco, esto da exactamente, aproximadamente 6,7, 6,70 por 10 a la 5, 00:48:16
y curso 2 más curso 3, que son 17.000 calorías, lo pasamos a julios, multiplicamos por el factor de conversión, 00:48:36
que es 1 caloría, son 4,186 julios, esto me da 71,2 por 10 a la 3 julios. 00:48:49
que es mayor en el caso 00:49:04
el primero 00:49:07
6,70 por 10 a la 100 00:49:08
bueno pues 00:49:11
ya sabemos 00:49:13
que el conjunto final va a ser 00:49:15
el líquido, ahora vamos a resolver 00:49:17
el problema, nos ponemos 00:49:19
en contacto, no me dicen 00:49:21
nada del equivalente en agua del calorímetro 00:49:23
luego no lo vamos a tener en cuenta 00:49:25
ponemos en contacto el agua 00:49:27
caliente con esos 2 litros 00:49:29
de agua caliente que los hemos pasado 00:49:31
gramos, que son 200 gramos, que están a 80 grados centígrados, los ponemos en contacto 00:49:33
con 200 gramos de hielo, que están a menos 10 grados centígrados. Me piden la temperatura 00:49:39
de equilibrio. Vale, pues muy bien. ¿Cómo se resuelve este ejercicio? Pues es muy parecido, 00:49:46
ya tenemos datos de antes. Sabemos que el agua cede calor, vamos a ver, pero claro, 00:49:55
En este caso vamos a plantear, vamos a decir, vamos a calcular el agua caliente, cede calor, pero hasta la temperatura de equilibrio, porque para todo el conjunto, tanto para el agua caliente como para el hielo, al final va a estar todo a la misma temperatura. 00:50:02
Luego, todo va a estar a la temperatura de equilibrio, ¿vale? 00:50:19
Todo a la temperatura de equilibrio. 00:50:27
Repasemos. 00:50:34
No, no estaba aquí. 00:50:36
Esto, esto que hemos dicho. 00:50:39
Lo acabo de leer, los dos litros de agua, 80, 00:50:41
con el bloque de hielo, que son 200 gramos, que están a menos 10. 00:50:45
Vamos a ver la temperatura final. 00:50:50
Ya sabemos quién absorbe calor y quién lo cede, 00:50:52
pero sabemos que la temperatura final para el conjunto va a ser la temperatura de equilibrio. 00:50:55
Hay que considerar esa temperatura. 00:51:01
Bueno, entonces empezamos. 00:51:04
Vamos a hallar el calor cedido por el agua hasta la temperatura de equilibrio. 00:51:06
calor cedido 00:51:10
por el agua caliente. 00:51:11
No hay cambio de estado en este caso. 00:51:18
Entonces, ese calor cedido por el agua caliente 00:51:24
sería igual, vamos a llamarle Q1, 00:51:27
es igual a la masa de ese agua 00:51:31
por el calor específico y por la temperatura de equilibrio 00:51:35
menos la inicial, o sea, final menos inicial. 00:51:39
Luego la masa del agua, que eran 2.000 gramos, ¿no? 00:51:42
Son 2.000 gramos por el calor específico del agua, que es una caloría por cada gramo y grado centígrado, 00:51:46
y por la diferencia de temperaturas, que es T, decíamos que cuando obtengamos una incógnita, 00:51:55
la dejamos así, sin las unidades, porque ya el problema se encarga de darnos las unidades correctas. 00:52:01
T, E, que es la temperatura de equilibrio, menos, ¿cuál es la inicial? 00:52:07
80, pero son 80 grados centígrados, así que lo pongo, ¿vale? 00:52:12
Esos grados centígrados, ¿vale? Entonces empezamos ahora a multiplicar. 00:52:17
Y esto me da igual a 2.000. 00:52:22
Vamos a ver, ¿cuál podemos simplificar aquí? Estos gramos. 00:52:25
Y estos 2.000 calorías partido por grado centígrado 00:52:30
están multiplicando a T, temperatura de equilibrio, 00:52:33
y también están multiplicando a menos 80 grados centígrados. 00:52:37
Entonces van a salir dos términos. Uno, me queda 2000, fijaos, 2000 gramos ya los tenemos simplificados. 00:52:40
Calorías partido por grado centígrado y por T, que es la incógnita, y ahora multiplicamos también 2000 calorías partido por grado centígrado por menos 80, 00:52:51
Más por menos menos, multiplicamos los coeficientes, 2.000 por 80 son 160.000 menos 160.000. 00:53:03
¿Y con qué unidades me va a dar esto? 00:53:18
Pues fijaos, caloría partido por grado centígrado. 00:53:21
Por grado centígrado, estos grados centígrados a mí los simplifico, con lo cual estos 160.000 me salen en calorías. 00:53:24
aquí no lo pude simplificar 00:53:32
los grados centígrados me quedan porque 00:53:35
yo lo multipliqué porque es suétero, no los pude simplificar 00:53:38
en este caso sí, ya tenemos hallado curso 1 00:53:41
que es el calor que cede el agua 00:53:44
sabemos que al mezclarlo llegan a la temperatura de equilibrio 00:53:47
que es lo que me piden, el calor que cede el agua 00:53:50
caliente, ahora vamos a ver el calor absorbido 00:53:53
por el hielo, el calor 00:53:56
absorbido 00:53:59
por el hielo hasta que llegue a la temperatura de equilibrio, hasta que suene. 00:54:02
Entonces, en este caso, esto sería igual, vamos a llamar Q1 más Q2 más Q3 más Q4. 00:54:14
Vale, entonces, ¿cuál sería Q2? 00:54:28
En este caso es igual, es el calor que absorbe el hielo para pasar de menos 10 a 0 grados, pero sigue siendo hielo, lo hemos hecho antes. 00:54:32
Entonces serían 2.000 gramos, como hemos dicho, no, en este caso son 200 de hielo, por calor específico del hielo recordemos que es 0.5, 00:54:47
cariamos el cambio, calorías por cada gramo y grado centígrado, y por temperatura final, perdón, 0 menos, menos 10, estaba menos 10 grados centígrados. 00:54:56
Esto es igual a, tachamos gramos, tachamos grados centígrados, y me quedan calorías. 00:55:11
Esto lo habíamos hecho antes, que me daba, a ver si puedo por aquí arreglar un poquito esto, más pequeño, mil calorías, más. 00:55:19
Bueno, hemos hecho, perdón, de estos tres, Q1, Q2, Q3 y Q4, esto sería, de lo que hemos hecho aquí, este sería Q2, ¿vale?, Q2, más, más, más. 00:55:49
Ahora vamos a hallar Q3, que sería, es un cambio de estado, este sería Q3, el calor que absorbe el hielo que está a 0 grados para fundirse, o sea, para pasar del estado sólido al estado líquido, que sería la masa del hielo, que serían 200 gramos, por el calor latente de fusión del hielo, que son 80 calorías por cada gramo. 00:56:23
Este es Q3, ya lo tenemos, Q3. 00:56:53
Y ahora podemos poner más. 00:57:00
Ya tenemos el hielo fundido, lo tenemos, esos 200 gramos de hielo ya están como agua líquida a 0 grados. 00:57:04
Ahora se tiene que calentar hasta la temperatura de equilibrio. 00:57:12
Luego, necesitamos más aporte de calor para calentarse desde cero hasta la temperatura de equilibrio. Es un calor sensible, no es cambio de estado. Entonces, sería la masa que son 200 gramos, pero es agua líquida ya. 00:57:16
Entonces, el calor específico es una caloría por cada gramo y grado centígrado y por la temperatura final menos la inicial. Sería T su E menos cero. Pero es que no tiene sentido que pongamos T su E menos cero. Ponemos T su E y ya está. 00:57:31
Vale, entonces aquí sí que lo he calculado, pero bueno, mejor para no liaros, estas mil calorías que les he puesto aquí como solución, pues a lo mejor os lía un poquito. 00:57:50
Podemos poner, fijaos, yo las puedo quitar y luego les voy a poner un pedido de mil para no liarlo, así, ¿vale? 00:58:02
Tenemos este término, ahora ponemos más este otro, el curso 2, y este sería el curso 3, y este sería el curso 4. 00:58:10
pues ya lo tenemos 00:58:26
bueno, pues ahora hacemos el balance 00:58:30
total, Q1 00:58:32
que es el calor cedido 00:58:34
más todo el calor absorbido 00:58:35
que es Q2 más Q3 más Q4 00:58:38
igual a 0 00:58:40
entonces me saldría 00:58:41
calor 00:58:43
aquí, calor cedido 00:58:44
más calor absorbido 00:58:48
igual a 0 00:58:52
este es el cedido 00:58:54
y este es el asornido, ¿vale? Lo igualamos y me sale esto, Q1 más Q2 más Q3 más Q4 igual a cero. 00:58:56
Vamos a pasarlo ahora aquí abajo, lo aplicamos cada uno de ellos con sus términos, vamos, 00:59:12
El calor cedido por el agua era, sabían aquí dos términos, dos mil calorías, partido por dos centígrados, 00:59:21
que es el calor cedido, menos 160.000 calorías. 00:59:33
Esto es Q1, ahora, más Q2. 00:59:42
Esto, si os acordáis de antes, Q2 quedan mil, esto era mil, más. 00:59:45
¿Verdad? Acordaos que este Q2 tiene igual a 1.000 calorías, 1.000 calorías. Ahora, más Q3, bueno, las 1.000 salían de que 200 por 0.5 son 100, y aquí son 10, 100 por 10, 1.000. 00:59:53
Ahora, 200 por 80 son 2 por 8, 16 y 3 cero, 16.000 calorías, esto es de curso 3, ¿por qué? 01:00:14
Porque estos gramos con estos gramos los simplifico, ¿vale? 01:00:26
Y ahora curso 4, pues simplificamos también los gramos y me queda el valor de 200 por las unidades caloría partido por grado centígrado y este cero lo echamos. 01:00:30
200 calorías partido por grado centígrado, TE, más 200 calorías partido por grado centígrado, TE, y esto es igual a cero. 01:00:44
Y TE es la temperatura de equilibrio, es la incógnita. Ahora lo que tenemos que hacer es agrupar los términos semejantes que tenga la incógnita, ¿vale? 01:00:58
Y lo demás pasarlo al segundo miembro. Bueno, pues dejamos el primer miembro, estos términos que tienen T y las unidades también, caloría partido por la 2 centígrados. 01:01:07
y lo podemos borrar ya lo de arriba 01:01:18
entonces tenemos que 01:01:21
empezamos 01:01:31
si dejamos el primer miembro 01:01:32
los 2000 01:01:35
2000 calorías partido por grado centígrado 01:01:36
que 01:01:42
Estas 200, las 200 calorías partido por grado centígrado de E, y pasamos al segundo miembro, 01:01:48
vemos aquí el igual, estas 160.000 calorías que me pasan con signo más, 160.000 calorías 01:01:59
que pasan con signo más, y ahora estas 1.000 calorías y las 16.000, pues me pasan con 01:02:08
signo menos, ¿vale? Y me quedan menos mil calorías y menos 16.000 calorías, ¿vale? 01:02:15
Son los términos semejantes que se puedan sumar. Luego aquí tenemos en el primer miembro 01:02:30
2000 más 200, 2200, son términos semejantes, calorías partido por 2 centígrados, T, esto 01:02:35
es igual a, y ahora tenemos 160.000 menos 1.000 menos 16.000, son 143.000 calorías. 01:02:46
Con lo cual, despejamos la temperatura de equilibrio, igual a, en el denominador, 2.200 calorías partido por grado centígrado, que es lo que está multiplicando la incógnita, y en el numerador, 143.000 calorías. 01:02:58
calorías. Estas calorías las simplifico con esta. Y los grados centígrados me suben 01:03:26
arriba. Y veis que la temperatura me da en sus unidades correctas, que son 65 grados 01:03:33
centígrados, la temperatura de equilibrio. Esto es. 01:03:42
Materias:
Química
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27 de mayo de 2025 - 18:30
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IES LOPE DE VEGA
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