Practica 1 2p 3j4b21

PRACTICA 1

FISICA BASICA II FIS-102

1.

DILATACION TERMICA Y EQUILIBRIO TERMICO

GRUPO

F

Deducir una expresión para el cambio de densidad ∆𝜌 de un cuerpo que sufre un cambio de temperatura ∆𝑇, siendo β el coeficiente de dilatación volumétrica del material. Explicar el signo obtenido en la 𝝆 𝜷 ∆𝑻

𝟎 ecuación. Rsp.- ∆𝝆 = − 𝟏+𝜷∆𝑻

2.

Un alambre de cobre esta soldado por su diámetro a un aro circular de alambre de hierro de 1 m de radio. ¿seguirá siendo circular el aro al calentarlo de 0ºC a 100ºC?( αH = 12*10-6 ºC-1 , αC = 19*10-6 ºC-1 ) Rsp.- no seguirá siendo circular

3.

Una vasija de cinc, de un litro de capacidad y de coeficiente de dilatación lineal: α = 29*10-6 ºC-1 está llena de mercurio a 100ºC. Luego se enfría hasta 0ºC. Calcular la masa de mercurio, medida 0ºC, que hay que añadir para que la vasija quede completamente llena Coeficiente de dilatación volumétrica del mercurio 182*10-6 ºC-1. Densidad del mercurio a 0ºC, 13.6 g/cm3. Rsp.- 125.79 gr

4.

Dos laminas, una de acero y otra de cobre, de igual espesor a=0.2mm, están remachadas entre sí por sus extremos de manera que a la temperatura de T1=293K forma una lámina bimetálica plana. ¿Cuál será el radio de flexión de esta lamina a la temperatura T2=393K? Los coeficientes de dilatación lineal de ambos materiales son: acero α1 = 1.1*10-5 K-1 y cobre α2 = 2*10-5 K-1. Rsp.- r=222.56 mm

5.

El coeficiente de dilatación lineal del vidrio vale 9*10-4 ºC-1 ¿qué capacidad tendrá un frasco de vidrio a 25ºC, si su capacidad a 15ºC es de 50 cm3 Rsp.- 51.35 cm3

6.

Con un alambre de longitud L y coeficiente de dilatación α se forma una circunferencia ¿Cuál debe ser el incremento de temperatura para que el área de esta circunferencia se cuadriplique? Rsp.- α-1

7.

Se tiene un cubo macizo de lado “a” inscrito en un cascaron esférico, ambos del mismo material de coeficiente “α” ¿En cuánto varia el volumen del cascaron cuando el cubo incrementa su temperatura en ∆𝑇? Rsp.- ∆𝐕 =

8.

𝟑𝛑𝐚𝟑 √𝟑 𝟐

𝛂 ∆𝐓

Para calentar una pieza de hierro, se gastaron 1.62 MJ de calor ¿En cuántos grados centígrados se calentó la pieza y en cuanto aumento el volumen de la misma?, si su volumen inicial constituía 3000 cm3. Considere calos especifico del hierro c=460 J/Kg K, densidad del hierro ρ=7800 Kg/m3, el coeficiente de dilatación lineal del hierro α = 12*106 K-1. Rsp.- ∆𝐕= 16.25*10-6 m3

9.

Se abre la puerta de un refrigerador, y el aire a temperatura ambiente (20.0 °C) llena el compartimiento de 1.50 m3. Un pavo de 10.0 kg, también a temperatura ambiente, se coloca en el interior del refrigerador y se cierra la puerta. La densidad del aire es de 1.20 kg/m3 y su calor específico es de 1020 J/Kg K. Suponga que el calor específico de un pavo, al igual que el del ser humano, es de 3480 J/Kg K ¿Cuánto calor debe eliminar el refrigerador de su compartimiento para que el aire y el pavo alcancen el equilibrio térmico a una temperatura de 5.00 °C? Suponga que no hay intercambio de calor con el ambiente circundante. Rsp.- 5.50*105 J

10.

Un recipiente con paredes térmicamente aisladas contiene 2.40 kg de agua y 0.450 kg de hielo, todo a 0.0 °C. El tubo de salida de una caldera en la que hierve agua a presión atmosférica se inserta en el agua del recipiente. ¿Cuántos gramos de vapor deben condensarse dentro del recipiente (que también está a presión atmosférica), para elevar la temperatura del sistema a 28.0 °C? Desprecie el calor transferido al recipiente. Rsp.- 190 g