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Este artículo tiene fines educativos. Te animamos a verificar con fuentes oficiales.

¡Espera! Antes de responder, hagamos una prueba rápida: ¿qué crees que quema más, un <<chocolate santafereño>> recién hecho a 90°C o un <<sancocho de gallina>> a 80°C? Si dijiste el chocolate, ¡cuidado! La respuesta te va a sorprender. En este quiz no solo resolverás esa duda, sino que entenderás por qué en Cartagena el agua hierve a 100°C mientras que en Bogotá hierve a 90°C. Usaremos ejemplos de tu vida diaria: desde el <<bus escalar>> en Medellín hasta el <<viento en la sabana>>. ¡Vamos a destapar este misterio que hasta confundió a los filósofos de la antigua Alejandría!

Total : 34 pts Réussite : 20 pts

1. Cuando pones la mano cerca de una estufa encendida sin tocarla, sientes calor en la piel. ¿Qué tipo de transferencia de calor ocurre principalmente aquí?

easy1 ptTermodinámica

Indice : Piensa en cómo viaja el calor sin necesidad de que los objetos se toquen.

  • A. Conducción, porque el calor pasa por contacto directo con las moléculas del aire
  • B. Convección, porque el aire caliente sube y el frío baja
  • C. Radiación, porque el calor viaja en forma de ondas electromagnéticas
  • D. Evaporación, porque el calor convierte el sudor en vapor
Respuesta

Respuesta : C — La radiación es la transferencia de calor sin contacto directo, como la energía que recibes del sol.

Por qué no A : La conducción requiere contacto directo entre objetos sólidos, no aplica aquí.

Por qué no B : La convección implica movimiento de fluidos (líquidos o gases), pero el calor que sientes primero viaja por radiación.

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2. Si dejas una cuchara de metal y una de madera en la nevera de tu casa por una hora, al tocarlas sentirás que la de metal está más fría. ¿Por qué?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : Piensa en cómo cada material conduce el calor.

  • A. Porque la madera tiene menor temperatura que el metal
  • B. Porque el metal tiene mayor capacidad calorífica que la madera
  • C. Porque el metal conduce mejor el calor de tu mano que la madera
  • D. Porque la nevera está mal regulada
Respuesta

Respuesta : C — El metal es mejor conductor del calor, por lo que roba más rápido el calor de tu mano, haciendo que lo sientas más frío.

Por qué no A : Ambas están a la misma temperatura dentro de la nevera.

Por qué no B : La capacidad calorífica del metal es menor, pero lo que importa es su conductividad.

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3. En la <<Cité perdue>> (Ciudad Perdida), los indígenas kogi usan ollas de barro para cocinar. ¿Qué tipo de transferencia de calor predomina al calentar agua en estas ollas?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : El barro es un material poroso y no es buen conductor.

  • A. Conducción, porque el calor pasa del fuego a la olla y luego al agua
  • B. Convección, porque el agua caliente sube y la fría baja dentro de la olla
  • C. Radiación, porque el fuego emite ondas que calientan el agua
  • D. Todas las anteriores
Respuesta

Respuesta : B — En la olla, el agua se calienta principalmente por convección, donde el agua caliente sube y el agua fría baja, creando corrientes.

Por qué no A : La conducción ocurre en la pared de la olla, pero no es el mecanismo principal dentro del agua.

Por qué no C : Aunque la conducción y radiación ocurren, la convección es el proceso dominante en el agua.

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4. ¿Qué mide un termómetro cuando lo introduces en un vaso con agua hirviendo en Cartagena?

easy1 ptTermodinámica

Indice : Recuerda que el termómetro mide una propiedad específica del agua.

  • A. La cantidad total de calor en el agua
  • B. La temperatura del agua, que es la energía cinética promedio de sus moléculas
  • C. La presión del vapor de agua dentro del vaso
  • D. La energía potencial gravitacional del agua
Respuesta

Respuesta : B — El termómetro mide la temperatura, que es proporcional a la energía cinética promedio de las moléculas de agua.

Por qué no A : El calor es energía en tránsito, no una propiedad almacenada en el agua.

Por qué no C : La energía potencial gravitacional no tiene relación con la temperatura.

remember

5. Si mezclas 1 litro de agua a 20°C con 1 litro de agua a 60°C en un recipiente aislado, ¿cuál será la temperatura final de equilibrio?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : Asume que no hay pérdida de calor al ambiente y que las masas son iguales.

  • A. 30°C
  • B. 40°C
  • C. 50°C
  • D. 70°C
Respuesta

Respuesta : B — Como las masas son iguales, la temperatura final es el promedio: (20+60)/2=40°C.

Por qué no A : 30°C sería si hubiera más agua fría que caliente.

Por qué no C : 70°C ignora completamente la contribución del agua fría.

Tfinal=m1T1+m2T2m1+m2

apply

6. En Bogotá, a 2640 msnm, el agua hierve a unos 90°C, mientras que en Cartagena, a nivel del mar, hierve a 100°C. ¿Cuál es la razón principal?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : Piensa en cómo la presión atmosférica afecta la temperatura de ebullición.

  • A. Porque Cartagena está más cerca del ecuador y recibe más radiación solar
  • B. Porque la presión atmosférica es mayor en Cartagena
  • C. Porque el agua de Bogotá tiene más minerales disueltos
  • D. Porque la temperatura ambiente en Cartagena es siempre más alta
Respuesta

Respuesta : B — A mayor presión atmosférica (como en Cartagena), mayor temperatura de ebullición del agua.

Por qué no A : La radiación solar afecta el clima, pero no la temperatura de ebullición a presión constante.

Por qué no C : La temperatura ambiente no determina la temperatura de ebullición.

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7. Cuando te sirven un <<sancocho de gallina>> en un restaurante de Medellín, la sopa está muy caliente pero el aire alrededor está más frío. ¿Por qué el <<sancocho>> quema más que el aire?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : Considera la capacidad calorífica y la conductividad térmica de los materiales.

  • A. Porque el <<sancocho>> tiene más calor almacenado que el aire
  • B. Porque el aire es mal conductor del calor y el <<sancocho>> es buen conductor
  • C. Porque la temperatura del <<sancocho>> es mucho mayor que la del aire
  • D. Porque el <<sancocho>> emite más radiación infrarroja
Respuesta

Respuesta : A — El <<sancocho>> tiene más calor almacenado debido a su mayor masa y capacidad calorífica, lo que le permite transferir más energía a tu piel al contacto.

Por qué no B : El aire es mal conductor, pero el <<sancocho>> es líquido y transfiere calor rápidamente por contacto.

Por qué no C : La radiación infrarroja no es la principal razón de la quemadura al tacto.

Q=mcΔT

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8. ¿Qué unidad usarías para medir la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 kg de agua en 1°C?

easy1 ptTermodinámica

Indice : En física, esta unidad es fundamental en termodinámica.

  • A. Joule
  • B. Celsius
  • C. Kelvin
  • D. Watt
Respuesta

Respuesta : A — El julio (Joule) es la unidad del Sistema Internacional para medir energía, incluyendo el calor.

Por qué no B : El Kelvin también mide temperatura, no energía.

Por qué no C : El vatio (Watt) mide potencia, no energía.

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9. Si en un día soleado en Caño Cristales la temperatura ambiente es de 35°C y sumerges tu mano en el agua del río (a 20°C), ¿qué tipo de transferencia de calor ocurre entre tu mano y el agua?

easy1 ptTermodinámica

Indice : Piensa en la dirección del flujo de energía térmica.

  • A. De tu mano al agua, porque tu mano está más caliente
  • B. Del agua a tu mano, porque el agua tiene más masa
  • C. No hay transferencia porque ambos están en equilibrio
  • D. De tu mano al aire y luego al agua
Respuesta

Respuesta : A — El calor siempre fluye de mayor temperatura a menor temperatura, en este caso de tu mano (35°C) al agua (20°C).

Por qué no B : La masa no determina la dirección del flujo de calor, solo la temperatura.

Por qué no C : No están en equilibrio porque sus temperaturas son diferentes.

Q=mcΔT

understand

10. En un <<bus escalar>> en Medellín, los asientos de metal se sienten más fríos que los de plástico en un día caluroso. ¿Por qué?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : Considera la conductividad térmica de cada material.

  • A. Porque el metal tiene menor temperatura que el plástico
  • B. Porque el metal absorbe más radiación solar que el plástico
  • C. Porque el metal es mejor conductor del calor y roba más rápido el calor de tu cuerpo
  • D. Porque el plástico es un aislante térmico natural
Respuesta

Respuesta : C — El metal es mejor conductor, por lo que transfiere más rápido el calor de tu piel al asiento, haciendo que lo sientas más frío.

Por qué no A : Ambos están a la misma temperatura ambiental.

Por qué no B : La absorción de radiación no es relevante para la sensación al tacto.

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11. ¿Cuál de estos fenómenos NO es un ejemplo de transferencia de calor por convección?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : La convección implica movimiento de fluidos.

  • A. El agua hirviendo en una olla
  • B. El aire caliente que sube en un globo aerostático
  • C. El calor que sientes al poner la mano cerca de una estufa
  • D. El viento que refresca en la <<sabana de Bogotá>>
Respuesta

Respuesta : C — La convección requiere movimiento de masa de un fluido (líquido o gas). El calor que sientes cerca de una estufa es por radiación.

Por qué no A : El agua hirviendo es un claro ejemplo de convección.

Por qué no B : El aire caliente en un globo es convección natural.

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12. Si tienes dos bloques de hielo idénticos, uno en Bogotá (2640 msnm) y otro en Barranquilla (nivel del mar), ¿cuál se derretirá más rápido a temperatura ambiente?

hard3 ptsTermodinámica

Indice : Piensa en cómo la presión atmosférica afecta la fusión del hielo.

  • A. El de Bogotá, porque la presión es menor y el hielo es menos estable
  • B. El de Barranquilla, porque la presión es mayor y el hielo se derrite más rápido
  • C. Ambos se derriten a la misma velocidad porque la temperatura es la misma
  • D. Depende de la humedad relativa en cada ciudad
Respuesta

Respuesta : A — A menor presión atmosférica (Bogotá), el punto de fusión del hielo es ligeramente menor, por lo que se derrite más rápido.

Por qué no B : La temperatura ambiente es similar, pero la presión afecta la fusión.

Por qué no C : La humedad relativa influye, pero no es el factor principal aquí.

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13. En un <<plato típico>> de la Costa Caribe como el <<arroz con coco>>, el coco rallado se fríe en aceite caliente. ¿Qué tipo de transferencia de calor ocurre principalmente en el coco?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : El coco está en contacto directo con el aceite caliente.

  • A. Conducción, porque el calor pasa del aceite al coco por contacto directo
  • B. Convección, porque el aceite caliente circula alrededor del coco
  • C. Radiación, porque el fuego emite ondas que calientan el coco
  • D. Sublimación, porque el coco se evapora
Respuesta

Respuesta : A — La conducción es la transferencia de calor por contacto directo entre el aceite (fluido) y el coco (sólido).

Por qué no B : La radiación calienta el aceite, pero no es la transferencia directa al coco.

Por qué no C : La sublimación no ocurre en este contexto.

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14. ¿Qué pasaría con la temperatura de equilibrio si mezclas 2 kg de agua a 20°C con 1 kg de agua a 80°C en un recipiente aislado?

hard3 ptsTermodinámica

Indice : Usa la fórmula de equilibrio térmico considerando las masas diferentes.

  • A. 30°C
  • B. 40°C
  • C. 53.3°C
  • D. 60°C
Respuesta

Respuesta : C — La temperatura final es el promedio ponderado: (2 kg20°C+1 kg80°C)/(2+1)=53.3°C.

Por qué no A : 30°C sería si hubiera más agua fría que caliente en mayor proporción.

Por qué no B : 40°C ignora la masa adicional de agua fría.

Tfinal=m1T1+m2T2m1+m2

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15. En un día típico en la <<Sabana de Bogotá>>, la temperatura ambiente es de 15°C, pero al tocar una piedra expuesta al sol sientes que quema. ¿Por qué?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : Piensa en la capacidad calorífica y la absorción de radiación solar.

  • A. Porque la piedra tiene mayor temperatura que el aire
  • B. Porque la piedra es un buen conductor del calor y absorbe mucha radiación solar
  • C. Porque la piedra emite calor por convección al ambiente
  • D. Porque el aire está en movimiento y enfría la piedra
Respuesta

Respuesta : B — Las piedras absorben radiación solar durante el día y, al ser malas conductoras, mantienen el calor en su superficie, calentándose más que el aire.

Por qué no A : La temperatura de la piedra puede ser mayor, pero la razón principal es su capacidad para absorber calor.

Por qué no C : El movimiento del aire no calienta la piedra.

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16. Si en un <<mercado de Paloquemao>> compras hielo para mantener frescos los alimentos, ¿qué método de transferencia de calor intentas minimizar al envolver el hielo en papel periódico?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : El papel es un aislante que reduce un tipo específico de transferencia.

  • A. Conducción, porque el papel bloquea el contacto directo con el aire caliente
  • B. Convección, porque el papel evita que el aire circule alrededor del hielo
  • C. Radiación, porque el papel refleja las ondas de calor
  • D. Evaporación, porque el papel absorbe la humedad
Respuesta

Respuesta : B — El papel periódico actúa como aislante reduciendo la convección del aire alrededor del hielo, retrasando su derretimiento.

Por qué no A : La conducción se reduce, pero el papel no bloquea completamente el contacto.

Por qué no C : La evaporación no es el proceso principal que se intenta evitar.

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17. ¿Cuál de estos NO es un ejemplo de equilibrio térmico?

easy1 ptTermodinámica

Indice : El equilibrio térmico ocurre cuando dos sistemas tienen la misma temperatura.

  • A. Dos tazas de <<chocolate santafereño>> a la misma temperatura dejadas en la misma mesa
  • B. Un <<sancocho>> recién servido que se enfría hasta la temperatura ambiente
  • C. Un <<helado>> que se derrite en tu mano hasta quedar líquido a 0°C
  • D. Un <<bus escalar>> en Medellín con todos los asientos a 25°C
Respuesta

Respuesta : C — El helado derretido a 0°C no está en equilibrio térmico con el ambiente si este está a mayor temperatura.

Por qué no A : Las dos tazas a misma temperatura están en equilibrio.

Por qué no B : El sancocho se enfría hasta igualar la temperatura ambiente, alcanzando equilibrio.

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18. En un experimento escolar, calientas 500 g de agua desde 20°C hasta 80°C. Si el calor específico del agua es 4.2 J/g°C, ¿cuánto calor absorbió el agua?

hard3 ptsTermodinámica

Indice : Usa la fórmula Q=mcΔT.

  • A. 126000 J
  • B. 252000 J
  • C. 504000 J
  • D. 1008000 J
Respuesta

Respuesta : A — Calculando: Q=500 g4.2 J/g°C(8020)°C=126000 J.

Por qué no B : 504000 J duplica incorrectamente el resultado.

Por qué no C : 1008000 J es cuatro veces el valor correcto.

Q=mcΔT

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19. Si en un día de <<verano en la Costa>> la temperatura del mar es de 28°C y la arena de la playa está a 40°C, ¿hacia dónde fluirá el calor si pones tu pie descalzo en la arena?

medium2 ptsTermodinámica

Indice : El calor fluye de mayor a menor temperatura.

  • A. De la arena a tu pie
  • B. De tu pie a la arena
  • C. No hay transferencia porque ambos están en equilibrio
  • D. De la arena al aire y luego a tu pie
Respuesta

Respuesta : A — La arena está a mayor temperatura (40°C) que tu pie (aproximadamente 36°C), por lo que el calor fluirá de la arena a tu pie.

Por qué no B : No están en equilibrio porque sus temperaturas son diferentes.

Por qué no C : El flujo de calor no depende del aire en este caso.

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Fuentes

  1. en.wikipedia.org
  2. plato.stanford.edu
  3. ui.adsabs.harvard.edu