Temperatura 2g275r

ESCALAS TERMOMÉTRICAS: 1. Escalas relativas: Pueden tener temperaturas positivas o negativas; las escalas relativas son las escalas Celsius ( °C ) y Fahrenheit ( °F ). 2. Escalas Absolutas: Tienen temperaturas positivas, solo positivas. De donde se deduce que la menor temperatura en estas escalas es el cero; las escalas absolutas son las escalas Kelvin ( °K ) y Rankine ( °R ).  Nota: En toda escala absoluta el cero absoluto es igual a cero ( 0 ), en la escala celciuses –273ºC y en la escala Fahrenheit –460ºF.

200  x 60  25 x = 60  x  20 25  15 200  20 60  15 x = 60  x  20 25  15

 GRAFICA DE LAS ESCALAS DE TEMPERATURAS:

°C 100

Pto Eb. (agua)

°F 212

100

180

0

32

Pto F. (agua)

K

R 672

373 100

180

273

492

 Cero Absoluto.- Temperatura ideal, es la menor temperatura que pueda existir en la cual correspondería a una ausencia total del movimiento molecular (reposo). (esto se cumple en teoría). Basándose en determinadas propiedades de los gases, se ha 0 - 273 - 460 0 calculado que la temperatura correspondiente al cero C. Ab. absoluto es de –273°C. Mediante distintos procedimientos se ha conseguido alcanzar valores de unas pocas millonésimas de grado por encima del cero absoluto.  Variación de la temperatura ( T ): La variación de temperatura significa aumento o disminución de A. FORMULA PARA CONVERSIONES: Esta formula se utiliza temperatura y todos sus sinónimos, como incremento, etc. para temperaturas estables. Ud. puede ayudarse en la solución de problemas recordando que; si en un problema encuentras estas palabras:

T = T

Final

_T

Inicial

Aumento hasta = temperatura estable

En el Sistema Internacional de Unidades la temperatura se Disminuye hasta = temperatura estable mide en Kelvin. Bien para establecer las formulas una de conversiones y otra de variaciones es necesario conocer el: En ambos casos se utiliza la formula de conversiones, Aplicando el teorema de Thales, tenemos:  Teorema de Thales: Tres o mas paralelas determinan sobre dos ó mas secantes segmentos proporcionales.

a

m

b

n

p

c

C  0 F  32 K  273 R  492    100  0 212  32 373  273 672  492 C  0 F  32 K  273 R  492    100 180 100 180 C F  32 K  273 R  492    5 9 5 9

Deducciones: K º C  273

Se cumple: ab mn  bc n p

a c mp  bc np Donde: a, b y c: son temperaturas. m, n y p: son temperaturas.

B. FÓRMULA PARA VARIACIONES.- Esta formula se aplica cuando hay aumento o disminución de temperatura. En este caso para reconocer una variación recuerde estas palabras: Aumenta en = variación Disminuye en = variación En ambos casos aplique las formulas de variaciones. C F K R    100 180 100 180

 Ejemplo.- Hallar “x”: 200

R º F  460

60

Deducciones: C  K

x

25

20

15

 Solución: Aplicamos el teorema de Thales.

F  R

T  TFinal  TInicial C. EQUIVALENCIAS.- de variaciones.   (1ºC) equivale a  (1,8ºF)   (1ºC) equivale a  (1ºK)   (1ºF) equivale a  (1ºR)

C F K R    5 9 5 9

 (1ºK) equivale a  (1,8ºR)

A.

K

B.

255,2

180 o

En un laboratorio de investigación, un científico midió la temperatura a la cual cierto gas se licua, encontrando un valor extrema-damente bajo. ¿Cuál de los valores sgtes cree usted que pudo haber obtenido ese científico?. Explique. A. -327ºC D. –860ºR

2.

3.

4.

A. 421 D. 500

B. 408 E. 376

C. 850

A. 25 D. 75

B. 30 E. 103

C. 45

Un termómetro con escala arbitraria tiene como punto de fusión del hielo - 40º y como punto de ebullición del agua 160º, cuando en este termómetro se lee 40º. ¿Cuánto se lee en la escala Rankine? B. 564 E. NA.

C. 582

Se tiene dos escalas termométricas “A” y “B” de tal modo que el agua hierve a 240A y 180B. Si al aumentar la temperatura en 1A equivale a aumentar esta en 1,5B. A que temperatura coinciden las escalas A y B? B. 360 E. 720

C. 400

Para que temperatura se cumplirá la siguiente relación: K+ 2F = 2R – 9C A. 347,7K D. 337,7K

7.

B. 331K E. 332K

C. 37K

Par que temperatura en ºF se cumple la siguiente relación: (º C  10)(º K  263)  12(5º C)

A. 10 D. 35 8.

D.

F

K

F

- 255,2

F -180

E. N.A.

9.

A un cuerpo que estaba a 10 ºC se le incremento su temperatura en 18ºF; luego se le disminuyo en 5 grados Kelvin, y finalmente se le incremento en 36. Cual será su temperatura final en ºC? A. 35 B. 65 C. 15 D. 25 E. 5

10. En un termómetro malogrado cuya escala esta en ºF el agua hierve a 178º. A que temperatura debe congelar el Un cuerpo metálico que se encuentra a 122ºF es calentado agua en dicho termómetro? aumentando su temperatura en 45R. Determinar la A. –1ºF B. –2ºF C. –8ºF temperatura final del metal en grados Celsius. D. –4ºF E. –6ºF

A. 120 D. 530 6.

C. -253ºC

Un trozo de metal se encuentra a 182 ºC y aumenta su temperatura en 81 ºR. ¿Cuál es la lectura final en Kelvin?

A. 423 D. 630 5.

B. -15K E. –10-5ºK

o

F

C. K

1.

K

B. 20 C. 22,5 E. 46,4

Cuál de los siguientes gráficos relaciona las escalas: ºK y ºF.

11. Se construye un termómetro de mercurio, observándose que la temperatura del hielo fundente es –10ºM y al o con un cuerpo que esta a 15ºC, la lectura es 30ºM obténgase la formula entre esta escala y la centígrada. A.

º C (2º M  32)  4 3

B.

º C (º M  18)  2 5

C.

º C (º M  10)  3 8

D.

ºC 

E.

º C (º M  32)  5 2

(º M  18) 3

12. Una escala termométrica absoluta Q marca 160Q para – 43ºC. Para una sustancia que inicialmente estaba a –16ºF y que experimenta un calentamiento de 80Q, ¿Cuál será su temperatura final en ºF? A. 191ºF D. 180ºF

B. 201ºF E. 151ºF

C. 161ºF

13. Se tiene dos escalas termométricas A y B, de tal modo que el agua hierve a 200ºA y 60ºB. Si al aumentar la temperatura en 2ºA equivale a aumentar esta en 3ºB, calcular a que temperatura coinciden las escalas A y B. A. 630 D. 360

B. 220 E. N.A.

C. 180

14. Cierto liquido se encuentra a 288ºK, se encuentra sumergido en el un termómetro que a temperaturas bajas marca en kelvin y a las altas en Rankine, Dicho liquido se calienta hasta 636ºR y se sabe que por cada ºC que aumenta se evapora 0,5 gramos del liquido.¿Cuánto se evaporo? A. 45,5 g D. 20,5 g

B. 32,5 g E. 14,5 g

C. 26,5 g

15. En un termómetro con columna uniforme de mercurio solo aparecen dos marcas: 36ºC y 37ºC la longitud de la columna entre estas marcas es 1 cm. Una persona se pone el termómetro y constata que la columna de mercurio mide 2,3 cm por encima de la marca de 37ºC. Su temperatura es:

A. 38, 3ºC D. 39,3º C

B. 39,2ºC E.41,3º C

C. 39,8º C

16. Para que temperatura se cumplirá la siguiente relación: K+ 2F = 2R – 9C a) 347,7K d) 337,7K

b) 331K e) 332K

a)

b) 54 e) -187

c) -12

18. Par que temperatura en ºF se cumple la siguiente relación: (º C  10)(ºK  263)  12( 5  º C) a) 10 d) 35

b) 20 e) 30

19. Cual de los siguientes ºK y ºF. A.

gráficos relaciona las escalas:

K

B.

255,2

K

F

K

- 255,2

o

D.

F

K

F

c) e)

ºC 4 ºC 3 ºC 5

  

( 2 º M  32 ) 3 (º M  10 ) 8 (º M  32 )

F -180

b)

ºC 2



d) º C 

(º M  18 ) 5 (º M  18 ) 3

2

24. Una escala termométrica absoluta Q marca 160Q para – 43ºC. Para una sustancia que inicialmente estaba a –16ºF y que experimenta un calentamiento de 80Q, ¿Cuál será su temperatura final en ºF? a) 191ºF b) 201ºF c) 161ºF d) 180ºF e) 151ºF 25. Se tiene dos escalas termométricas A y B , de tal modo que el agua hierve a 200ºA y 60ºB. Si al aumentar la temperatura en 2ºA equivale a aumentar esta en 3ºB, calcular a que temperatura coinciden las escalas A y B. a) 630 c) 180 e) N.A.

180 o

C.

c) 22,5

d) –4ºF

23. Se construye un termómetro de mercurio, observándose que la temperatura del hielo fundente es –10ºM y al o con un cuerpo que esta a 15ºC, la lectura es 30ºM obténgase la formula entre esta escala y la centígrada.

c)37K

17. Cual es el valor de la constante , sabiendo que se cumple la siguiente relación constante en las escalas ºC, ºF, ºK y ºR. ºK - ºR - ºC + ºF =  a) 45 d) 84

c) –8ºF e) –6ºF

b) 220 d) 360

26. Cierto liquido se encuentra a 288ºK, se encuentra sumergido en el un termómetro que a temperaturas bajas marca en kelvin y a las altas en Rankine, Dicho liquido se calienta hasta 636ºR y se sabe que por cada ºC que aumenta se evapora 0,5 gramos del liquido.¿Cuánto se evaporo?

E. N.A.

20. Cual de los siguientes ºK y ºR A.

gráficos relaciona las escalas:

K

B.

0,3

K

-0,3

o

R

D.

R

a) b) c) d) e)

K

R

45,5 g 26,5 g 14,5 g

b) 32,5 g d) 20,5 g

27. La temperatura de un cuerpo se aumentó en 39,1ºF se disminuye en 30ºF, se aumenta en 30,9ºR y se disminuye en 20ºK entonces la temperatura del cuerpo:

0,36 o

C.

K

a) c) e)

Aumenta en 2ºC Aumenta en 4ºF Disminuye en 2ºC No varia N.A.

R -0,36

E. N.A.

28. A cuantos grados ºC equivalen 140ºM, sabiendo que 50ºM equivalen a 263ºK y que 10ºM equivalen a 458ºR. a) 20 c) 10 e) 17

b) 30 d) 15

21. A un cuerpo que estaba a 10 ºC se le incremento su temperatura en 18ºF; luego se le disminuyo en 5 grados Kelvin, y finalmente se le incremento en 36. Cual será su 29. Hallar el valor del cero absoluto en ºS , sabiendo que 100ºF temperatura final en ºC? equivalen a –10ºS. Además por una disminución de 2ºS se aprecia una variación de 10ºF. a) 35 b) 65 a) -122 b) 359 c) 15 d) 25 c) –100 d) 300 e) 5 e) 173 22. En un termómetro malogrado cuya escala esta en ºF el agua hierve a 178º. A que temperatura debe congelar el 30. La temperatura de ebullición del agua equivale a 300ºX en una escala absoluta. Determina a cuantos ºF equivale la agua en dicho termómetro? temperatura de 450ºX. a) –1ºF

b) –2ºF

a) c) e)

548 873 N.A.

b) 1008 d) 964

e)

10º

35. La temperatura de un cuerpo A, es el doble que el de B, cuando están medidas en grados Celsius; pero si se 31. Un termómetro en la escala “Y” marca 120º para la expresa en Fahrenheit, la diferencia es de 18º. Cual es la temperatura de 80ºC. Cuanto marcara un termómetro ºF temperatura de B en Celsius. para la temperatura de 50ºY, sabiendo que la magnitud de la escala Y es a la escala ºC como (1 es a 0,8). a) 15º b) 10º c) 7 d) 20º a) 75,2 b) 48,5 e) 26º c) 70,4 d) 60,8 e) 30,5 36. A que temperatura la suma de los valores de las escalas relativas (ºC y ºF) y absolutas (K y R)es igual a 965º. 32. Se construye una escala arbitraria de temperatura en la que el punto de ebullición y congelación del agua son a) 24º b) 30º numéricamente iguales pero de signos contrarios. Si en esta c) 50º d) 33º escala el cero absoluto es –646º, cual es el punto de e) N.A. ebullición del agua. 37. En el mundial de Fútbol Sudáfrica 2010. la temperatura a) 110 b) 100 ambiente promedio es 86º, mientras que en Arequipa es c) 120 d) 90 20ºC, si ambas temperaturas descienden en 5ºC, cual es la e) 80 diferencia de las temperaturas en ºR. a) c) e)

33. Cual es la temperatura en ºX equivalente a 450ºC, si por una disminución ce 2ºC, se observa una disminución de 6ºX? El agua se congela a –20ºX. a) c) e)

189º 790º 273º

b) 1330º d) 460º

34. Se construyen dos termómetros “X” y “Y” con las siguientes características; temperatura de congelación del agua: -50ºX; 50ºY; temperatura de vaporización del agua: 150ºX; 350ºY. Hallar el punto de coincidencia de las dos escalas. a) -150º b) -100º c) -250º d) 20º

5º 18º 7º

b) 10º d) 28º

38. En un termómetro con columna uniforme de mercurio solo aparecen dos marcas: 36ºC y 37ºC la longitud de la columna entre estas marcas es 1 cm. Una persona se pone el termómetro y constata que la columna de mercurio mide 2,3 cm por encima de la marca de 37ºC. Su temperatura es: a) c) e)

38, 3ºC 39,8º C 41,3º C

b) 39,2ºC d) 39,3º C

DILATACION TERMICA Es aquel fenómeno físico que se manifiesta en el aumento de sus dimensiones que experimenta una sustancia al incrementarse su temperatura inicial. Si la temperatura inicial de una sustancia se reduce, esta tendera a contraerse.

Experimentalmente se demuestra que el incremento de su longitud es directamente proporcional a su longitud inicial y al incremento de su temperatura. ∆L = Lo.. ∆T

A. Dilatación de Sólidos.- Con muy pocas excepciones, las tres dimensiones de los cuerpos aumentan cuando se eleva su temperatura. Bajo ciertos criterios pueden considerarse la dilatación de los sólidos como dilatación lineal, superficial y cúbica. Si el material tiene la forma de un cable o una barra solo se considera su variación de longitud con los cambios de temperatura. En cuerpos sólidos la dilatación según se considere como dimensiones principales, puede ser: 1. Dilatación Lineal (L).- Es el aumento longitudinal que experimentan los cuerpos lineales al incrementarse la temperatura. Ejemplo: Los cables que estas en los postes, que conducen la corriente eléctrica, se dilatan al incrementarse la temperatura debido al ambiente o transporte de energía eléctrica.

Donde: (L: Dilatación, aumento, incremento de longitud. (T : Incremento de temperatura ∆T = TF – To : Coeficiente de dilatación lineal.propiedades térmicas del material. 

depende

de

las

A mayor coeficiente “”, el material será susceptible o fácil de dilatar, y viceversa a menor coeficiente “” la dilatación es dificultosa. Unidades:

:

C.G.S.

S.I.

ºC-1

ºK-1

Experimentalmente se demuestra que el incremento en su volumen es directamente proporcional a su volumen inicial y al incremento de la temperatura. V = Vo. . T

LF = Lo + L LF = Lo + Lo. . T

Donde: V: Dilatación o aumento de volumen. : Coeficiente de dilatación volumétrica, depende del tipo de material.

LF = Lo ( 1 + . T )

Unidades:

NOTA.- El coeficiente de dilatación lineal (), es la constante de proporcionalidad. Se define como la variación relativa de longitud al elevar un grado de temperatura. Es decir la variación de longitud por unidad de variación de la temperatura.



C.G.S.

S.I.

ºC-1

K-1

Además:



 = 3

L Lo .T

2. Dilatación Superficial (S).- Es el aumento de superficie o área que experimentan aquellos cuerpos (placas, planchas, laminas) en los que se consideran dos de sus dimensiones como los principales, debido al incremento de temperatura. Experimentalmente: el incremento de área (superficie) es directamente proporcional al área inicial (So) y al incremento de temperatura (T). S = So. . T Donde: S: Dilatación o aumento de superficie(área). T : Incremento de temperatura

: Coeficiente de dilatación superficial, depende de la propiedades térmicas del material del cual están hechos las planchas. Unidades:



S.I.

ºC-1

K-1  = 2

Además:

Q (calor)

So

VF = Vo (1 + .T) Nota.- Las ecuaciones planteadas son validas principalmente para cuerpos sólidos, aunque para casos especiales como el mercurio; dado su elevada densidad y pequeño coeficiente de dilatación lineal ( 6 x 10-5ºC-1), se puede utilizar las mencionadas ecuaciones. B. Dilatación de líquidos.- Los líquidos se dilatan obedeciendo las mismas leyes que estudiamos para sólido.

T = TF – To

C.G.S.

VF = Vo + V VF = Vo + Vo. . T

S

So SF SF = So + S SF = So + So. . T

SF = So (1 + .T) 3. Dilatación Volumétrica.- Consiste en el aumento en su volumen que experimentan los cuerpos debido al incremento de la temperatura aquellos cuerpos en que se consideran sus tres dimensiones como los principales.

Únicamente debemos recordar que como los líquidos no tienen forma propia, sino que tomara forma del recipiente que los contiene, el estudio de sus dilatación lineal y superficial no es importante. Lo que interesa, en general, es el conocimiento de su dilatación volumétrica. Por ello, en el caso de los líquidos únicamente se tabulan sus coeficientes de dilatación volumétrica. Dilatación aparente.- Para observar la dilatación de un liquido, este debe estar alojado en un frasco, el cual se calienta junto con el liquido. Así, ambos se dilatan conjuntamente, y como la capacidad del frasco aumenta, la dilatación que observaremos para el liquido solo será una dilatación aparente. Su dilatación real será mayor que la aparente observada. La dilatación real evidentemente es igual a la suma de la dilatación aparente mas la dilatación volumétrica del frasco. Cuando empleamos un vasija con un coeficiente de dilatación muy pequeño, la dilatación aparente será prácticamente igual a la dilatación real. C. Dilatación de Gases.- Los gases se dilatan en volumen. 1 = °C-1 para todos los gases 273 PROPIEDADES DE LA DILATACIÓN 1. Dilatación de agujeros.- Si existe una cavidad en el interior de un cuerpo, al dilatarse este, el volumen de la cavidad

también se dilata como si fuera parte del cuerpo. Lo mismo sucede en agujeros de placas planas. I. Si una lamina tiene un orificio, el área de este orificio se dilata en la misma proporción que el material de la lamina. Esto se cumple aunque el orificio se haga tan grande, que la lamina se reduzca a un borde alrededor del orificio, como se ve en la figura.

Si se enfría un cuerpo su temperatura T ()  () disminuye y su  (aumenta) 4. Variación del peso especifico ( e) con la temperatura(T).Depende del volumen, pero al dilatarse un cuerpo su volumen varía, por consiguiente varía también su e (peso especifico). ¿Cómo varía? W Sabemos que:  o  ....  Vo Por lo tanto:  f 

II. Si existe una cavidad en el interior de un cuerpo, al dilatarse este, el volumen de la cavidad, también se dilata como si fuera parte del cuerpo.

W ....  Vf

VF = Vo (1 + .T) )... 

Pero:

Remplazando  en : W   f V (1  T) o

2. Volumen Derramado. I. Caso.- Si tenemos por ejemplo un recipiente parcialmente lleno de un liquido de coeficiente mucho mayor que el recipiente. Entonces el volumen derramado (VD) se expresa de la siguiente manera:

f 

o (1  T)

Conclusión: Si se calienta un cuerpo su  (disminuye) Si se enfría un cuerpo su  (aumenta) Condición: Vo recipiente Voliquido

VDerramado Vfinal

 Vfinal

liquido

recipiente

II. Caso.- Si tenemos un recipiente totalmente lleno del un liquido que tiene mayor coeficiente que el recipiente. Entonces el volumen derramado (VD) se expresa de la siguiente manera:

T ()  () T ()  ()

5. Dilatación anómala del agua.- Como vimos, en los sólidos y en los líquidos, en general, aumentan su volumen cuando elevamos su temperatura. Pero algunas sustancias, en determinados intervalos de temperatura, presentan un comportamiento inverso; es decir, disminuyen de volumen cuando la temperatura se eleva. De aquí tales sustancias tengan, en estos intervalos, un coeficiente de dilatación negativo. El agua, por ejemplo, es una de las sustancias que presentan esta irregularidad en su dilatación. Cuando la temperatura del agua aumenta, entre 0ºC y 4 ºC, su volumen disminuye. Al hacer que su temperatura se eleva a mas de 4ºC, el agua se dilatara normalmente.



(g/cm3)

max = 1 g/cm3

1,001

H2O

Condición: 1,000

Vo recipiente Voliquido 0,009

VDerramado Vliquido  Vrecipiente 3. Variación de la densidad ( ) con la temperatura((T).- la densidad depende del volumen, pero al dilatarse un cuerpo su volumen varia, por consiguiente varía también su (densidad)

f 

o (1  T)

Conclusión: Si se calienta un cuerpo su temperatura T ()  () aumenta y su  (disminuye)

0

1

2

3

4

5

T (ºC)

Cuando un lago se congela, solo se forma una capa de hielo en la superficie. Bajo esta capa gélida hay agua a 4 ºC. El diagrama volumen temperatura para el agua tiene, entonces, el aspecto que se muestra en la figura.

LF = Lo(1+ . T)

V (cm3)

L

1,004

LF

1,002

L T (ºC)

0

2

4

6

8

10

El volumen de una cierta masa de agua es mínimo a 4 ºC 6. Barra Bimetálica Cuando se dos barras metálicas se sueldan en forma yuxtapuesta se forma una termocupla (elemento bi metálico). Si se calienta el compuesto, podemos afirmar lo siguiente:

TF

To

m = tg  Por este motivo en países donde el invierno es muy riguroso, los lagos y los ríos se congelan únicamente en la superficie, mientras que en fondo queda agua con máxima densidad, decir, agua a 4 ºC (observar la figura). Este hecho es fundamental para la preparación de la fauna y de la flora de dichos lugares. Si el agua no presentara esta irregularidad en su dilatación, los ríos y lagos se congelarían por completo, ocasionando daños irreparables a las plantas y los animales acuáticos,

T

o

Así, una cierta masa de agua tendrá un volumen mínimo a 4 ºC, o sea , que a esta temperatura la densidad del agua es máxima.

A. Si



Lo

1,000

Veamos la pendiente: L L ..T tg  tg  o  T T   tg  Lo .

Conclusión: La pendiente es igual a la tangente e igual ala longitud inicial por su coeficiente de dilatación lineal: 8. Variación del periodo de un péndulo simple con la temperatura.- Si se tiene un péndulo fabricado con hilo metálico, el periodo “T” de dicho péndulo depende de la temperatura debido a que la longitud del hilo metálico varia con la temperatura. 

Periodo inicial “To” a la temperatura inicial to. To  2



Periodo final “TF” a la temperatura final tF.

TF  2

TF  2

A  B

TF  2

La barra A se dilataría mas que la barra B. El conjunto se arquearía como muestra la figura.

C. Si:

LF g

Lo (1  t ) g

Lo g

(1  t )

TF  (1  t ) To

A  B

La barra B se dilataría más que la barra A. El conjunto se arquearía como muestra la figura.

7. Gráficas A.

Lo g

A  B Se dilatan en igual magnitud:

B. Si :

T

Cuando graficamos la longitud final en función de la temperatura, la grafica es una recta.

1. El diámetro externo de una arandela metálica es de 20 cm y su diámetro interno mide 10 cm. Al calentarse la arandela se observa que su diámetro externo aumento en X. Entonces, podemos concluir que su diámetro interno: a)

Disminuye en X

b)

Disminuye en

c) La relación entre LF y T es: LF = Lo+ L LF = Lo+ Lo . T

d) e)

ΔX 2 ΔX Aumenta en 2

Aumenta en X No varia

2. Una placa metálica que tiene un orificio circular. Si se calienta desde 60ºC a 120ºC. A consecuencia de

este calentamiento, podemos concluir que el diámetro del orificio: a) b) c) d) e)

Se duplica Se reduce a la mitad No cambia Aumenta un poco Disminuye un poco

temperatura, que se muestra. Indicar verdadero (V) o falso (F): ( ) Ambas tienen igual temperatura inicial ( ) Amabas tienen igual coeficiente de dilatación lineal. ( ) Ambas experimentan igual incremento de longitud para el mismo incremento de temperatura. L A

3. Una esfera de madera flota en la superficie del agua contenida en un recipiente, la cual se encuentra a 2ºC. Si solo se calienta el agua hasta 4ºC. Indique entonces verdadero (V) o falso (F): ( ) El volumen del agua aumentara ( ) La densidad del agua aumentara ( ) La parte sumergidas a) c) e)

FFV FVF N.A.

b) FFF d) FVV

4. Una esfera de acero flota en la superficie del mercurio contenido en un recipiente. Suponiendo que por un proceso determinado, solo se hace aumentar la temperatura de la esfera. Indique verdadero (V) o falso (F): ( ( ( (

0

B T

0

a) VVV c) VFV e) VVF

b) VFF d) FFV

8. El recipiente mostrado contiene un bloque de madera flotando en mercurio. Se incrementa la temperatura del mercurio. Indicar la(s) afirmación(es) verdadera(s) I. II. III. IV.

La La La La

altura “h” altura “h” altura “h” densidad

aumenta disminuye no varia del liquido disminuye

) La densidad de la esfera aumenta ) La densidad de la esfera disminuye ) La parte sumergida de la esfera aumenta. ) El empuje sobre la esfera disminuye

a) c) e)

FVVF FVVV FFFF

6

C

1

) . Indique entonces lo falso:

a) Al calentar únicamente el perno, la holgura, disminuirá b) Al calentar solamente la placa, la holgura aumentara c) Al calentar ambos, la holgura aumentara. d) Al calentar ambos, la holgura no cambiara e) Al enfriar ambos, la holgura disminuirá 6. Un comerciante de telas tiene un “metro” (regla metálica para medir) que fue graduada correctamente a 20ºC. Suponga que utiliza un metro en cierto día de verano en el cual la temperatura del ambiente es 40ºC. Cual de las afirmaciones es verdadera en dicho día, si suponemos que mide telas que tienen su medida correcta a esta temperatura? I. La longitud del metro del comerciante ha II. variado III. II)El comerciante al medir un trozo de tela y vender comete error a favor del cliente. IV. III)El comerciante al medir un trozo de tela y venderla cometería un error a favor del v endedor, si la temperatura fuera 15ºC. a) c) e)

h

b) FVFV d) FVFF

5. Un perno de acero (  acero  11x10 6 C 1 ) se coloca con pequeña holgura en un orificio existente en una placa de cobre (  cobre  17 x10

0

Solo I Solo I y III Solo II y III

b) Solo I y II d) Todas

7. En una experiencia de laboratorio se calienta dos varillas obteniéndose la grafica, longitud versus

a) Solo I y IV c) Solo III y IV e) Solo IV

b) Solo II y IV d) Solo I

9. Dos placas cuadradas X e Y de un mismo metal calientan a partir de 0ºC. Cual o cuales de los sgtes gráficos indican correctamente como varia el área de las placas al aumentar su temperatura? A

A

x y

A

x

x y

y (I) T

(II) T

a) Solo I c) Solo II y III e) Todas

(III) T

b) Solo II d) I y II 3

10. Si “d” es la densidad del agua en Km / m y “T” es la temperatura. Cuál de las sgtes afirmaciones graficas es mas real?. Las mediciones se hicieron al nivel del mar. d

d

1000

1000

0 a)

4

T(ºC)

T(ºC)

1000

1000

c)

4

d

d

0

0 b)

4

T(ºC)

0

d)

4

T(ºC)

11. Cual de los siguientes gráficos, representa con mayor aproximación la forma como varia la densidad “D” de un cuerpo conforme varia la temperatura “T”. D

D

T

3

D

T

1

d)

12. Una cinta topográfica de acero es correcta a la temperatura de 20ºC. La distancia entre dos puntos medida con esta cinta en un día que la temperatura es de 35ºC, es 86.57m ¿Cuál es aproximadamente la distancia real entre los puntos? (   1,2 x10 56,58m 86.57 N.A.

a)

2 5

c)

5

e)

5 2

b) 5 d) 10

T

c) e) N.A.

5

C

1

).

b) 86,56 d) 87,58

18. Se tienen dos placas metálicas A y B que tienen la misma superficie a 40°C y 20°C respectivamente. Determinar la temperatura común (en °C) para la cual ambas placas tendrán la misma superficie  A  1,2 x10  B  2 x10

a) c) e)

5

C

5

10 20 -15

1

1

C b) -10 d) -20

3

19. Una esfera de corcho de 1600 cm

13. La longitud de una columna de mercurio de un termómetro es de 4cm cuando el termómetro se sumerge en agua con hielo y 24 cm cuando el termómetro se coloca en agua hirviendo. ¿Cuál será su longitud en una habitación a 22ºC? a) c) e)

b) 0,18% d) 0,09%

b)

D

a) c) e)

0,15% 0,21% 0,12%

17. A una placa metálica de   5 x10 C se le extrae un circulo de 5 cm de radio a 0°C. Calcular el radio del hueco (en cm) a 100°C

T

a)

a) c) e)

4,4cm 8,4 F. Datos

b) 6,4 d) 12,4

3

densidad 0,25 g/ cm

1

0,000017  C , determine el ángulo que giró el rodillo debido a este afecto.

se encuentra flotando en 3

alcohol de densidad 0,8 g/ cm a 0°C. Calcular el volumen que adicionalmente se sumerge la esfera (en 3

cm ) si el alcohol se calienta hasta 40°C

a) c) e)

14. Una varilla de cobre de 19,708m de longitud sujeta por un extremo y apoyada obre un rodillo de 4cm de radio se calienta desde 20ºC hasta 270ºC lo cual hace que el rodillo ruede sin resbalar. Sabiendo que el coeficiente de dilatación del cobre es

de volumen y

25 15 5

b) 20 d) 10

20. Un cierto metal tiene un volumen inicial

V0

y

densidad D. Cuando aumenta su temperatura en T, su densidad varia en D. Entonces, su coeficiente de dilatación lineal es: a) c) e)

D/3T 3DT/ V0 D Faltan datos

b) 3D/DT d) D/3D. T

21. Acerca de los sgtes hechos, señala lo incorrecto:

a) c) e)

45º 60º 120º

I. Los líquidos se dilatan más que los sólidos. II. Si con una flama calentamos el bulbo de un termómetro, el nivel de Hg III. primero baja y luego sube. IV. Si calentamos agua desde 0ºC hasta 4ºC, el nivel en el recipiente sube.

b) 53º d) 72º

15. Una varilla de metal de coeficiente de dilatación 5

1

  10 C experimenta una temperatura T = 50°C ¿ En incremento su sección recta ?

a) c) e)

0,1% 0,4% 0,6%

elevación de qué porcentaje

b) 0,3% d) 0,5%

16. ¿Cuál es el aumento en tanto por ciento de la superficie de una barra cilindrica metálica entre 0°C y 100°C siendo el coeficiente de dilatación lineal del metal igual a: 9 x10

6

C

1

?

a) c) e)

I III II y III

b) II d) I y II