Control Semana 4 Fisica

Termometría

Cesar Muñoz Beltrán

Física

Instituto IACC

24 de noviembre de 2014

1. Explique con sus palabras el experimento de Evangelista Torricelli y la relevancia del mismo para la correcta medición de la temperatura.

2. Una masa de nitrógeno a 20 °C y a 2 atmósferas de presión ocupa un volumen de 800 cm3

¿Qué variación de volumen se producirá al calentarlo hasta 156,6 °C?

3. En las noches de Navidad y Año Nuevo, en algunos países, es común ver volar globos con una barquilla en la que va una vela encendida. Explique detalladamente qué efectos causan que los globos vuelen.

4. Partiendo del contenido visto en la semana, ¿por qué en los bloques en las calles hechas de cemento se deja un espacio relleno de brea?

5. Suponga un puente de acero de 560 m a 15 °C, ¿cuál es la variación en su longitud entre los

‐6 °C y los 40 °C?

DESARROLLO

1.- El Experimento del Evangelista Torricelli en el año 1643 se dice que tomo un tubo de vidrio de 1 metro aproximadamente no mencionando su diámetro, el tubo por un lado era cerrado y por el otro abierto, entonces comenzó a realizar el experimento introduciendo el mercurio en el tubo hasta quedar completamente lleno, a su lado tenía una recipiente de vidrio de igual manera con mercurio, tomo el tubo que en su interior contenía el mercurio lo invirtió tapando con su dedo la parte que estaba abierta para que de esta forma no se vertiera el mercurio, lo introdujo dentro del recipiente y saco su dedo era de esperar que el mercurio no bajara de nivel pero ocurrió lo contrario el mercurio que se encontraba en el tubo bajo hasta llegar a 76 cm o (760 mm), producto que la presión atmosférica no era igual que al peso del mercurio, debido a esto se dice que el mercurio al llegar a los 760 mm la presión atmosférica iguala su peso

2.- Tomado en consideración la información entregada procederemos a resolver de la siguiente manera.

V1 = 800cm3 * = 0,8 lt

V2 =?

T1 = 20ºC = 20ºC +273, 15ºK = 293, 15ºK

T2 = 156, 6ºC = 156, 6ºC * 273, 15ºK =429, 75ºK

P =2atm

Si este ejercicio lo interpretamos en la ley de Charles en donde dice que si se relaciona la temperatura absoluta y el volumen manteniendo la presión de forma constante como en este caso es 2 atm, se dice que.

V1 V2

T1 T2

V2 = 1,173 lt

Entonces la variación de volumen que se producirá al calentar 20ºC a 176,6ºC con la presión constante de 2 atm es.

V2 – V1 = 1,173 lt – 0,8 lt = 0,373 lt.

3.- Es muy lindo ver los globos en tiempo de navidad e incluso en casamientos lujosos realizan este tipo de espectáculo, pero lo interesan de esto es lo que provoca que estos globos vuelen, en su parte inferior podemos ver una vela encendida lo que esto provoca calor en el interior del globo lo que hace que el aire que se encuentra en el interior sea más liviano que el aire que se encuentra en el exterior de los globos, por ende la atmosfera realiza una fuerza sobre el globo provocando que este se eleve, esto lo podemos encontrar en el principio de Arquímedes y en la ley de charles en donde hace relación entre la atmosfera y el volumen de los gases.

4.- La Brea cumple un rol importante entre la unión dos bloque de sementó, ya que realiza la función de dilatación, producto que el hormigón se dilata con la temperatura y se expande y si no tiene para donde se produce el quebramiento del mismo, entonces por eso se deja el espacio entre los bloques.

5.- Tomando en cuenta la información entregada resolveremos de la siguiente manera.

LO = 560 m

Ti = 15ºC

Tf1 = -6ºC

Tf2 = 40ºC

a = 1,2* 10-5 ºC este es el acero en su coeficiente de dilatación.

Podemos obtener la longitud final según la fórmula de variación.

L = Lo * a * (Tf - Ti) /+ Lo

Lf – Lo + Lo = Lo + Lo * a * (Tf – Ti)

Lf = Lo (1+ a * (Tf – Ti))

Resolveremos para Tf = -6

Lf = 560m (1+12* 10-5 ºC-1 * (-6ºC – 15ºC)) = 560,15m

La variación de -6ºC y 40ºC da como resultado

L = 560,17m – 559,86m = 0,31m

Bibliografía

• Contenido de la semana 4, Instituto IACC, 2014, Física.

• Recursos de la semana 4, Instituto IACC, 2014, Física.

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