Fisica iacc semana. Temperatura

Temperatura

Sergio Olivares Ortiz

Física

Instituto IACC

lunes, 27 de mayo de 2019

Desarrollo

Ejercicio 1:

a) 𝑇 = 1458° [C]

Grados Kelvin=Grados Celsius + 273,15°

R:

1458°[C]=1458°[C]+273,15°=1.731,15°[K]

b) 𝑇 = −177° [C]

Grados Kelvin=Grados Celsius + 273,15°

R:

-177°[C]=-177°[C]+273,15°=96,15°[K]

c) 𝑇 = 0° [C]

Grados Kelvin=Grados Celsius + 273,15°

R:

0°[C]=0°[C]+273,15°=273,15°[K]

d) 𝑇 = 50° [C]

Grados Kelvin=Grados Celsius + 273,15°

R:

50°[C]=50°[C]+273,15°=323,15°[K]

Ejercicio 2:

Un estanque, sellado de agua, se encuentra a 221° [K]. Determine el estado del agua (vapor, líquido o hielo). Justifique su respuesta.

R:

Se lleva la temperatura del estanque (°K) a la escala Celsius:

Grados Kelvin=Grados Celsius + 273,15°

Grados Celsius=Grados Kelvin – 273,15°=221°[K] – 273,15°= -52,15°[C]

Dado que la temperatura del agua en el estanque es de -52,15°[C],el estado del agua seria hielo, ya que esta se congela a 0°[C].

Ejercicio 3:

 En el invierno, cuando la temperatura alcanza los -6 grados (𝑇𝑖 = −6° [C]), un puente en hierro tiene un largo de 1.2 kilómetros (1200 [m]). Determine qué largo alcanza en el verano cuando la temperatura es de 40 grados (𝑇𝑓 = 40° [C]).

∆𝐿 = 𝐿𝑖 ∙ ∆𝑇 ∙ 𝛼 

O escrito de otra forma: (𝐿𝑓 − 𝐿𝑖) = 𝐿𝑖 ∙ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) ∙ 𝛼

Con:

• 𝐿𝑖: largo inicial = 1200 [m].
• 𝐿𝑓: largo final= Incognita[m]
• 𝑇𝑖 : temperatura inicial= -6°[C]
• 𝑇𝑓 : temperatura final= 40°[C]
• 𝛼:  coeficiente de dilatación del hierro=1,2 x [1/°C][pic 1]

R:

𝐿𝑓= 𝐿𝑖 ∙ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) ∙ 𝛼+ 𝐿𝑖

1200[m]*(40° [C] - -6° [C] )* 1,2 x [1/°C]+1200[m]=1200,6624[m],el puente en verano alcanzara un largo de 1200,6624[m].[pic 2]

Ejercicio 4:

Una barra de cobre tiene un largo de 3.2 [m], y se encuentra a una temperatura de 524° [C]. Repentinamente, para enfriarla, es introducida a un estanque de agua que se encuentra a temperatura ambiente (16° [C]). Y se mantiene ahí hasta que la barra alcanza la temperatura del agua. Determine cuál es largo final de la barra.

• 𝐿𝑖: largo inicial = 3,2 [m].
• 𝐿𝑓: largo final= Incognita[m]
• 𝑇𝑖 : temperatura inicial= 524°[C]
• 𝑇𝑓 : temperatura final= 16°[C]
• 𝛼:  coeficiente de dilatación del Cobre=1,7 x [1/°C][pic 3]

R:

𝐿𝑓= 𝐿𝑖 ∙ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) ∙ 𝛼+ 𝐿𝑖

3,2[m]*(16° [C] - 524° [C])* 1,7 x [1/°C]+3,2[m]=3,1724[m], el largo final  de la barra de cobre será de 3,1724[m] (Se contrae).[pic 4]

Ejercicio 5:

Una cámara cerrada con un volumen fijo de 0.68 [] se encuentra llena de nitrógeno (gas ideal). Considerando que su temperatura y presión son de 𝑇 = 19° [C] y 𝑃 = 110 000 [Pa] respectivamente, determine el número total de partículas dentro de la cámara.[pic 5]

𝑃 ∙ 𝑉 = 𝑛 ∙ 𝑘𝐵 ∙ T, con 𝑘𝐵: 1, 38 × [J/K][pic 6]

𝑛 = =  =1,8553x partículas[pic 7][pic 8][pic 9]

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