La práctica de Física

¿A qué temperatura las lecturas de dos termómetros, uno de ellos graduados en escala centígrada y el otro en Fahrenheit, indican la misma lectura?

°C=(F±32)5/9=(-40-32)(0.555555555)=-40°C

°F=°C(9/5)+32=-40(1.8)+32=-40°C

-40°F=-40°C

El elemento activo de cierto láser esta hecho de una barra de vidrio de 30 cm de largo por 1,5 cm de diámetro. Si la temperatura de la barra aumenta en 65 ºC, encuentre el aumento en:

a) longitud,

b) su diámetro,

c) su volumen.

Coeficiente de dilatación lineal del vidrio 9 x 10-4 ºC-1

Datos:

0.3 m de largo

0.015 m de diámetro

T= 65°C

α= 9x10-4/°C

Procedimiento:

a) Encontrar L

Lf=Lo+∝Lo(∆T)

Lf=0.3m+(9x10-4/°C)(0.3m)( 65°C)

Lf=0.31755m

L=Lf-Lo

L=0.31755m-0.3m

L=0.01755m

b) Encontrar ∆D

Df=Do+∝Do(∆T)

Df=0.015m+(9x10-4/°C)(0.015m)( 65°C)

Df=0.0158775m

∆D=Df-Do

∆D=0.0158775m-0.015m

∆D=0.0008775m

V=πr2h

r=D/2

r=0.015m/2

r=0.0075m

Vo=π(0.0075m)2(0.3m)

Vo=0.0000530145m3

Vf=Vo +3∝Vo(∆T)

Vf=0.0000530145m3+3(9x10-4/°C)( 0.0000530145m3) ( 65°C)

Vf=0.0000623185 m3

∆V= Vf-Vo

∆V=0.0000623185 m3-0.0000530145m3

∆V=0.000009304m3

El puente de New River George en Virginia Occidental es un arco de acero de 518 m de largo. ¿Cuánto cambia esta longitud entre temperaturas extremas de – 20 ºC a 50 ºC?

Datos

Lo=518 m

To=-20°C

Tf=50°C

∆T=70°C

∝=1.2x10-5/°C

Procedimiento

Lf=Lo+∝Lo(∆T)

Lf=518m+(1.2x10-5/°C)(518m)(70°C)

Lf=518.43512m

∆L=Lf-Lo

∆L= 518.43512m-518m

∆L=0.43512m

Un alambre telefónico de cobre está amarrado, un poco pandeado, entre dos postes que están a 35 m de distancia. Durante un día de verano con Tc = 35 ºC, ¿qué longitud es más largo el alambre que en un día de invierno con Tc = -20 ºC?

Datos

Lo=35m

To=35°C

Tf=-20°C

∆T=55°C∝=1.7x10-5

Procedimiento

∆L=Lo∝∆T

∆L=35m(1.7 x10-5/°C)(55°C)

∆L=0.0327m

Hallar la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 100 g de cobre desde 10 ºC a 100 ºC; El calor específico del cobre es 0.093 cal/g ºC.

Datos

m=100g d Cu

To=10°C

Tf=100°C

∆T=90°C

Ce del Cu= 0.093 cal/g ºC.

Procedimiento

Q=mc∆T

Q=100g(0.093 cal/g ºC.)(90°C)

Q=837 cal.

Calcular la temperatura resultante de mezclar de 50 g de hielo a 0 ºC y 500 g de agua a 45 ºC. El calor de fusión del hielo es 80 cal/g y el calor específico del agua de 1 cal/g°C

Nota: Este problema encontré este procedimiento pero no creo que es el correcto, ni que la respuesta sea la correcta.

Calor perdido= calor perdido por el agua

=magua Ceagua (45°C-Tr)

=500g(1cal/g°C)(45°C-Tr)

=500(45-Tr)

Q1=22500Cal-500Tr

Calor ganado=Q por el hielo

Q2=4000cal+50Tr

Q2=Q1

4000cal+50Tr=22500cal-500Tr

50Tr+500Tr=26500cal-4000cal

550Tr=22500cal

Tr=22500cal/550

Tr=40.90°C

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