Tipos de termometros, conversion entre escalas, coeficientes de dilatacion

FACULTAD DE SISTEMAS

FISICA II

UNIDAD 5.- TIPOS DE TERMOMETROS, CONVERSION ENTRE ESCALAS, COEFICIENTES DE DILATACION.

INSTRUCCIONES:

• REALIZAR UNA INVESTIGACION TEORICA DE LOS TEMAS CON SUS RESPETIVAS FORMULAS.
• DESPUES SE DEBERAN RESOLVER LOS SIGUIENTES EJERCICIOS.
• SE ENTREGARÁ UN DOCUMENTO POR CADA EQUIPO Y TENDRA UN PORCENTAJE EN SU CALIFICACION DEL 2DO.PARCIAL.

CONVERSION DE ESCALAS DE TEMPERATURA:

1. La temperatura normal del cuerpo humano es de 98.6 °F. ¿Cuál es la temperatura correspondiente en la escala Celsius? Resp. 37°C.
2. ¿A qué temperatura la escala Celsius y la escala Fahrenheit coinciden en una misma lectura numérica?
3. Un trozo de carbón vegetal que estaba inicialmente a 180°F experimenta una disminución de temperatura de 120°F. Exprese este cambio de temperatura en grados Celsius. ¿Cuál es la temperatura final en la escala Celsius? Resp. 66.7°C, 15.6°C.
4. La acetona hierve a 56.5°C y el nitrógeno líquido hierve a -196°C. Exprese estas temperaturas específicas en la escala kelvin. ¿Cuál es la diferencia entre esas temperaturas en la escala Celsius?
5. Una pared de ladrillo refractario tiene una temperatura interna de 313°F y una temperatura exterior de 73°F. Exprese la diferencia de temperaturas en kelvins. Resp. 133°K.
6. Una muestra de gas se enfría de -120 a -180°C. Exprese la variación de temperatura en kelvins y en grados Fahrenheit. Resp. -60°K, -108°F.
7. Un horno se ajusta a 450°F. Si la temperatura desciende 50°K, ¿Cuál es la nueva temperatura en grados Celsius?

COEFICIENTES DE DILATACION LINEAL, SUPERFICIAL Y VOLUMETRICA:

1. Una barra de cobre tiene una longitud de 80cm a 15°C. ¿Cuál es el incremento de su longitud cuando su temperatura aumenta a 35°C? El coeficiente de dilatación lineal del cobre es [pic 1] Resp. [pic 2]
2. Un cilindro de 1cm de diámetro a 30°C se tiene que deslizar dentro de un agujero en una placa de acero. El agujero tiene un diámetro de 0.99970cm a 30°C. ¿A qué temperatura se debe calentar la placa? Para el acero, [pic 3] Resp. 57°C.
3. Una cinta métrica de acero se calibra a 20°C. En un día frio, cuando la temperatura es de -15°C, ¿Cuál será el error porcentual en la cinta? Para el acero, [pic 4] Resp. 0.039%.
4. Un alambre de acero de 2mm² de sección transversal a 30°C se mantiene recto (sin tensión alguna) sujetándolo firmemente a dos puntos separados una distancia de 1.50m (por supuesto, esto tendrá que realizarse en el espacio para que el alambre no tenga peso, pero no se preocupe por ello). Si la temperatura decrece a -10°C, y si los dos puntos permanecen fijos, ¿Cuál será la tensión en el alambre? Para el acero [pic 5] y [pic 6] Resp. 0.18KN.
5. Encuentre el aumento en volumen de 100cm³ de mercurio cuando su temperatura cambia de 10°C a 35°C. El coeficiente de dilatación volumétrica del mercurio es [pic 7] Resp. 0.45cm³.
6. El coeficiente de dilatación lineal del vidrio es de [pic 8] Un picnómetro (frasco que sirve para determinar la densidad relativa de líquidos) tiene una capacidad de 50mL a 15°C. Calcule su capacidad a 25°C. Resp. 50.014mL.
7. Un recipiente de vidrio se llena exactamente con 1 litro de trementina a 20°C. ¿Qué volumen de líquido se derramara cuando su temperatura se eleve a 86°C? El coeficiente de dilatación lineal del vidrio es de [pic 9] El coeficiente de dilatación volumétrica de la trementina es de [pic 10] Resp. 62ml.
8. Una placa cuadrada de cobre que mide 4cm por lado a 20°C se calienta hasta 120°C. ¿Cuál es el incremento del área de la placa de cobre? Resp. 0.0544cm².
9. Un orificio circular en una placa de acero tiene un diámetro de 20cm a 27°C. ¿A qué temperatura se tendrá que calentar la placa para que el área del orificio sea de 314cm²?
10. Si 200cm³ de benceno llenan exactamente una taza de aluminio a 40°C y el sistema se enfría a 18°C, ¿Cuánto benceno (a 18°C) puede agregarse a la taza sin que se derrame? Resp. 5.14cm³.
11. La longitud de una varilla de aluminio, medida con una cinta de acero, fue de 60cm cuando ambas estaban a 8°C. ¿Cuál será la lectura de la longitud de la varilla en la cinta si ambas están a 38°C? Resp. 60.022cm.
12. El diámetro de un orificio en una placa de cobre a 20°C es de 3mm. ¿A qué temperatura se deberá enfriar el cobre para que ese diámetro sea de 2.99mm? Resp. -176°C.
13. El volumen de un cubo de metal se incrementa en 0.50% cuando la temperatura del cubo se eleva en 100°C. ¿Cuál es el coeficiente de dilatación lineal de este metal? Resp. [pic 11]

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