Ejerciciod De Mecanica De Fluidos

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

para la correcta medición de la temperatura.

En un recipiente con mercurio, Torricelli introdujo un tubo (lleno de la misma sustancia) en forma invertida, (boca abajo) . Notó que la columna de mercurio no descendió totalmente sino que se mantuvo a una altura

de 76cm. La causa era la presión que ejercía la atmósfera sobre el mercurio del recipiente, así estableció la proporción entre la presión atmosférica y la columna de mercurio.

1 atmósfera equivale a 76 cm de mercurio.

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?

Si P= 2 atm y es constante , entonces:

V1/T1 = V2/T2

T1=20 C = 293 K T2=156.6 C = 429.6 K

V2=T2*V1/T1 = 429.6*800/293 = 1172.97 cm 3

V2 – V1= 1172.97-800= 372.97 cm 3

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.

Están inflados con un gas más liviano que el aire, por el principio de Arquímedes el globo debería subir, tal como un corcho en el agua, debido al empuje del fluido. En este caso, basta con calentar el aire ya que el aire caliente es menos denso (por lo tanto,más liviano) que el aire frío.

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? Para contrarrestar la dilatación térmica en los meses calurosos,

al aumentar la temperatura aumenta el volumen del cemento y la presión entre las partículas provocaría trizaduras.

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?

L=Lo(1 + α(Tf –Ti) )

L(-6)= 560(1 + 1.2 x 10-5 (-6 -15) ) = 559.85888 m

L(40)= 560(1 + 1.2 x 10-5 (40 – 15) ) = 560.168 m

Variación de longitud: 0.30912 m

INSTRUCCIONES: Desarrolle claramente cada uno de los tópicos solicitados, si es necesario

apóyese por esquemas y/o gráficos.

1. ¿Cuántos joules se necesitan para calentar 500 g de agua, desde 20 °C hasta 100 °C?

Q=mc(100-20) = 500 * 1 *80 = 40000 cal 1 J= 0.24 cal

40000/0.24 = 16666.67 J

2. ¿Qué cantidad de calor es necesario suministrar a un trozo de hierro de 36 kg para que su

temperatura suba 300 °C? Ce (Fe) = 0.43 cal/g°C

Q=3600*0.43*300 = 464400 cal

3. Explique la siguiente frase con sus propias palabras y luego exprésela en una ecuación: “En

toda transformación entre calor y trabajo, la cantidad de calor entregada a un sistema es igual

al trabajo realizado por el sistema más la variación de su energía interna”.

. El calor y el trabajo son mecanismos por los que los sistemas intercambian energía entre sí.

En un sistema la variación de energía interna equivale al calor absorbido o cedido menos el trabajo realizado.

4. ¿Cuáles son los principales sistemas por los que la energía se transmite entre los sistemas y

sus entornos? Tres formas, conducción, convección y radiación

5. Una esfera de acero de 400 g a una temperatura de 200 °C es sumergida en 3 L de agua a

una temperatura de 15 °C, ¿cuál es la temperatura final del sistema?

a= acero b=agua mb=3000 grs

ma*ca*(Tf-200) +mb * cb * (Tf – 15) = 0

400*0.43*(Tf

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