FOLLETO VIRTUAL-SAMANTHA ALVEAR

Termodinámica Termodinámica

S A M A N T H A

A L V E A R

FOLLETO VIRTUAL

FÍSICA U G 3 B

"D"

1.- La temperatura corporal normal es 37°C, A qué temperatura Fahrenheit corresponde.

T °C=37 F=9°C +32 5 °F= 9 (37) +32 5 °F= 98,6

K=C+273 K=37+273 K=310°K

2.- Cierta escala termométrica °Z adopta los valore4s de 25 °Z y 750 °Z, respectivamente para el primer punto fijo y segundo punto fijo. Determinar: a. La ecuación entre la escala °Z y la escala °C b. A cuánto corrresponde en la escala de °Z el valor de 40 °C.

°C

°Z 750

100

T °Z

T °C

25

0

T °C - 0 T °Z - 25 = 100-0 750-25 T °C T °Z - 25 = 100 725 4

29

29T °C=4 (T °Z - 25) 29°C + 25 = T °Z

4

T °Z = 315

3.- En que lectura, el valor que marca la escala en °C y en °F son numéricamente iguales, pero con signo diferente. °C

°F 100

212

0

32

-X

X

100 - 0 212 - 32 = 0- (-x) 32-x 100 = x

180 32-x

9

5

100(32-x)=180x 160-5x=9x 160=9x+5x 80

7

160=14x

x=80 °F 7

x=80 °C 7

4.-El punto de ebullición del 02 es -182,86°C. Expresar esta temperatura en grados Kelvin y Fahrenheit.

°C a °F F=9.(-182,86°C)

5

+32

F= ° -297,148 K= C° + 273.15 K= -182,86° + 273,15

K= 90,29

5.- Un termómetro de mercurio tiene una escala que marca 0 °X cuando la temperatura es de -10 °C y marca 220 °X para 100 °C. ¿Cuántos grados x corresponden a la temperatura promedio del cuerpo humano de 37 °C.

°C

°x 100

37°

x 0

10

37-(-10) x-0 = 100-(-10) 220-0 47 110

220

x = 220-0

X = 94°

6.- En el siguiente gráfico determinar el valor de X.

°N

°C

X

345

80

100

-20

0

80 - (20) 100-0 = x- (-20) 345-0 x=325°

7.- A que temperatura la lectura Fahrenheit es 40 unidades mayor a la correspondiente en grados centígrados.

x- 0 50-32 = 100-0 212-32

x=10°

D I L A T A C I Ó N

8.-Determine el coeficiente de dilatación lineal de una varilla que a 20°c mide 200cm y cuya longitud a 90°C es 200,17cm.

=??

Lo=200cm Lf=200,17cm

L=Lo(1+

T°o=20°C T=90°C

.

T)

200,17cm=200cm(1+

.(70°C)

200,17=200+14000

0,17 = 14000°C

-5

=1.21x10 °C

-1

9,- Calcular la dilatación que sufre una varilla de aluminio de42cm de longitud cuando su temperatura se eleva de 8°C a 74°C.

-6 -1 =22x10 °C

Lo=42cm T=66°C

L=Lo(1+ .

-6

T)

L=42cm(1+22x10 C° .66C°) L=42,06cm

10.-La figura muestra una placa que se encuentra a 5°C. Si la placa es calentada hasta la temperatura final de 105°C. Determinar el área final respectiva que tendrá. Considere que β=16x10-4.

5m

20m

A=Ao(1+β T) To=3°C T=105°C -4

A=(20.5)(1+16x10 .100C) A=116 Iu

2

11.- Cuanta agua se derrama de una vasija de pyrex llena con un litro hasta el borde a 20°C si se calienta hasta 90°C? Los coeficientes de dilatación cúbica del pyrex del agua son 9x10-6 y 2,1x10-4°C respectivamente.

To=20°C T=90°C -9 Yp=9x10 -4 YH20=2,1x10 VfH=Vo(1+Y T) -4 -1 3 VfH= 1000cm (1+2,1x10°C.70°C) 3 VfH=1014,7cm

Vfp=Vo(1+Y T) -6 -1 Vfp=(1000cm )(1+9x10°C 70°C) Vfp=1000,83cm 3

3

V=VF-Vo V=VH2O-Vo 3 V=14,07cm

12.- Calcular la longitud dilatada por una varilla de aluminio de 42cm de longitud cuando su temperatura se eleve de 45°C a 10°C.

13.- Un disco de acero tiene un radio de 20cm a 10°C. Calcular su área a 85°C.

14.- Una esfera de vidrio pirex tiene un radio de 5cm a 5°C Calcular el volumen a 68°C.

15.- Un frasco de vidrio cuyo volumen es 1000cm3 a 0°C se llena completamente de mercurio a esta temperatura. Cuando frasco y mercurio se calientan a 100°C se derraman 15,2cm3 de líquido. Si el coeficiente de dilatación cúbica del mercurio es 0,000182°C-1. Calcula el coeficiente de dilatación volumétrica de vidrio.

16.- Calcular la longitud que tendrá a 60°C una varilla de hierro cuya longitud a 10°C es 30cm

17.- Una platina de acero tiene un diámetro de 8500cm a 10°C.¿A qué temperatura será su diámetro igual a 8508cm?

18.- Un puente de acero tiene a 0°C una longitud de 40cm. La temperatura sufre una variación semestral desde 20°C a 40°C. ¿Cuál es la diferencia entre las longitudes de este puente a las 2 temperaturas extremas ?

19.- Para medir un terreno que se halla a 30°C se utiliza una cinta de acero cuya indicación correcta es a 0°C. ¿A qué error de medida de longitud dará origen a la dilatación de la cinta?

C A L O R I M E T R Í A

20.- Se dan dos recipientes uno de 80 y el otro de 205. Cuanta agua se debe tomar de cada uno para tener 200lb de agua a 150?

21.- Un recipiente de aluminio de 450 g de masa contiene 120 g de agua a la temperatura de 16 ºC. Se deja caer dentro del recipiente un bloque de hierro de 220 g a la temperatura de 84 ºC. Calcular la temperatura final del sistema.

22.- En un recipiente de hierro de 40 g que contiene 180 g de agua a 15 ºC se agregan 70 g de perdigones de hierro a 110 ºC. Hallar la temperatura resultante.

23.- Una pieza de fundición de 40 kg con c = 0.212 cal/gºC se enfría desde 600 ºC hasta 80 ºC colocándola en agua cuya temperatura inicial era de 12 ºC. ¿Cuánta agua se ha empleado?

24.- Que cantidad de calor se desprende cuando 100g de vapor de agua a 150°C se enfrían y congelan produciendo 100g de hielo a 0°C.

25.- Que cantidad de calor se desprende cuando 120g de vapor de agua a m150 °C se enfrían y congelas produciendo 120g de hilo a 0°C.

26.- Cuanto calor se debe suministrar a 280g de hielo a -8°C para convertirlos en vapor de agua a 108°C.

27.- Que cantidad de calor se desprende cuando 100g de vapor de agua a 150°C se enfrían y congelan produciendo 100g de hielo a 0°C.

C A L O R L A T E N T E

28.- ¿Qué cantidad de calor se desprende cuando 120 g de vapor de agua a 150 se enfrían y congelan produciendo 120 g de hielo a 0 ?

29.- Un cubo de hielo de 50 g de masa y a una temperatura de –10 se deja caer dentro de un vaso de agua a 0 . Si no hay intercambio de calor con el exterior, ¿cuánta agua se solidifica sobre el hielo?

30.- Determine la cantidad de calor que se le debe suministrar a 20g de hielo a -20 para llevarlo hasta vapor a 120

31.- ¿Qué cantidad de calor se desprende cuando 120 g de vapor de agua a 150 se enfrían y congelan produciendo 120 g de hielo a 0 ?

32.- En un recipiente térmicamente aislado contiene 200g de agua a una temperatura de 25. Si se añade 20g de hielo a una temperatura de -5. Determine la temperatura de equilibrio de la mezcla.

33.- Si el trabajo realizado por un gas ideal cuando se calienta isobáricamente (P=2x10^5Pa) desde los 127°C hasta 327°C el "W", el recipiente es cerrado por un embolo móvil y su volumen inicial es 20litros.

Determina "W".

V1 T1

=

V2 T2

Qp= Cp* m * ( W=P * V U= Q-WT

Datos P=2X10^5 Pa T1=127°C V1=2OL T1=127°C+273°K T1=400°K T2=327°C+273°K T2=60 °K

GAS

T)

W=P*(V2-V1) W= 2X10^5Pa(0,03m^3 -0,02m^3 W=2000 J

V1 T1

=

V2 T2

20x1^-3m^3 = 400°K V2=O,03m^3

V2 600°K

34.- Se tiene "n" moles de un gas a la temperatura de 127° encerrado en un cilindro, si el pistón se desplaza hasta lograr reducir su volumen 10 veces al inicial, conservando la temperatura constante. Determine "n" si el trabajo desarrollado sobre el gas es -38180J. Considere R=8,3J/mol°K.

n=?

T=127°C+273°K=400°K Vo=10v V=V W=-3818O J R=8,3 J/mol°K

W=2,3n RT log

V2 V1

V -3818J= 2,3n *8,3J/mol°K * 400°K log 1OV -38180=2,3n * 8,3/mol * 400 * (-1) n= -38180 -(2,3 * 8,3 * 400) n= 5mol

35.-

36.