Termodinámica: temperatura, calor y primera ley de la termodinámica
Enviado por Juan Raul Espinoza • 9 de Marzo de 2020 • Tareas • 807 Palabras (4 Páginas) • 1.163 Visitas
Termodinámica: temperatura, calor y primera ley de la termodinámica
Juan Raúl Espinoza González
Física en procesos industriales
Instituto IACC
02/03/20
DESARROLLO
- Una llanta de un automóvil se infla con aire originalmente a 12ºC y a presión atmosférica normal. Durante el proceso, el aire se comprime a 30% de su volumen original y la temperatura aumenta a 45ºC.
- Calcule en escala Kelvin las temperaturas entregadas en este caso.
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- Determine la presión en la llanta.
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Sabemos que [pic 7]
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- Después de un momento, el automóvil se pone en marcha a gran velocidad. Conforme a lo anterior, la temperatura del aire en la llanta aumenta a 90ºC y el volumen interior de la llanta aumenta en un 3%. Determine cuál es la nueva presión en la llanta.
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- Entregue 3 ejemplos en los cuales se presente dilatación térmica en metales, justificándolos. Complete la siguiente tabla:
EJEMPLO | JUSTIFICACION |
[pic 15] | Dispositivo generalmente de bronce, cuando toma altas temperaturas aumenta el volumen con el fin de mover el pistón como se observa en la figura. Cuando se reduce la temperatura, pasa lo mismo con el volumen del pistón el cual es devuelto a su posición inicial por medio de un muelle por el cual es empujado. Basándonos en el principio de alta presión de los materiales dilatables, el cual se encuentra presente en innumerables artefactos en la actualidad (como el que estamos examinando), ya que sigue siendo una técnica efectiva, precisa y segura. El procedimiento en sí de las partes dilatables de éste dispositivo se compone de una carcasa resistente a altas presiones con una abertura lateral, la cual está recubierta y cerrada por una membrana o inserto elastómero. En la membrana es donde se encuentra el pistón de trabajo, relleno de una sustancia dilatable con altas temperaturas. Dicho aumento de volumen se transmite al pistón de trabajo por medio de la membrana o el elastómero, al moverse hasta fuera del dispositivo funcional produce una función de ajuste. Como se mencionó al principio que todo este sistema también cuenta con un dispositivo elástico, al enfriarse o volver a su temperatura ambiente, también vuelve a disminuir el volumen de los materiales y por medio de éstos elásticos vuelven a su posición inicial. En otras palabras, un servomotor hidráulico de ajuste de alta presión, es regulado por la temperatura con una gran fuerza de aplicación. |
[pic 16] | El remache es conocido como una técnica de unión de las estructuras permanente, los hay tanto en frio como en calor. Como es de esperar para este proceso en específico se aplicara el remache en calor, el cual produce la unión de los elementos a unir. En éste proceso observamos la contracción térmica al enfriarse el material, el cual aprieta la unión solapada, lo que genera tensiones de comprensión, causando fricción entre las piezas unidas impidiendo que el sistema se mueva. Todo esto ocurre según lo mencionado en el punto anterior, los materiales se dilatan al aumentar la temperatura y se contraen al bajarla, logrando así la unión perfecta. |
[pic 17] | La separación observada en la imagen, es la responsable de hacer el traqueteo característico cuando ves un tren pasar. En diseños de estructuras como puentes o vías de tren es de suma importancia utilizarlos, teniendo en cuenta el efecto de la dilatación térmica de los materiales producida por sus altas temperaturas, así mismo se considera la contracción provocada al bajar las temperaturas. Es por esto que es común utilizar estas llamadas juntas de dilatación, formadas por espacios libres permiten que los fragmentos que forman la estructura puedan aumentar o disminuir su volumen sin deformarse. |
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