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CALOR Y TEMPERATURA
1.- En un lugar en que la presión atmosférica es 760 mm de mercurio, introducimos un termómetro
centígrado en hielo fundente y luego en vapor de agua hirviendo. El termómetro, mal graduado, marca 2°
para el primero y 102.5° para el segundo. a) ¿Qué fórmula de reducción deberemos emplear para calcular la
temperatura real en todos los casos? b) Si el termómetro marca 50°,¿cuál es la verdadera temperatura? c) ¿A
qué temperatura será correcta la lectura del termómetro?
Treal
100
b) Treal = 47.76 °C
c) T = -400 °C
Solución: a) T
- 2 = 100.5
medida
2.- ¿A qué temperatura coinciden los valores de la escala Celsius y Fahrenheit?
Solución: TF = TC = - 40°
3.- En una ocasión en la que el primer ministro británico padeció pulmonía, el diario "The Times"
publicabaque el mandatario sufría fiebre de 104 grados. ¿Es posible esto?
4.- Inventamos una nueva escala lineal de temperaturas que llamamos escala X y a su unidad, grado X
(°X). Tal escala se define de manera que los puntos de fusión y ebullición del agua a 1 atm sean sus puntos
fijos con valores 100° X y 500° X, respectivamente. a) Deduce la relación entre la temperatura medida en
dicha escala y lacorrespondiente en la escala Celsius. b) ¿A cuántos grados en la escala X equivale un
intervalo de temperaturas de 8° C?
Solución: a) Tx = 4 Tc + 100
b) 32 °X
5.- Al comprobar un termómetro de mercurio, se observa que cuando se introduce en hielo fundente a
presión de 1 atm marca - 5°C. Al introducir el mismo termómetro en agua hirviendo a presión de 1 atm
marca 103°C. a) ¿Cuál será latemperatura real cuando este termómetro marque 28°C? b) ¿A qué temperatura
medirá correctamente este termómetro?
Solución: a) T = 30.55°C
b) T = 62.5°C
6.- Un péndulo, que consideramos como péndulo simple, está constituido por una esfera de hierro de
100 g de masa, suspendida mediante un hilo de cobre. La distancia del punto de suspensión al centro de
gravedad del péndulo es de 80 cm. Calcular:a) El periodo de ese péndulo. b) La variación que experimentará
el periodo cuando la temperatura ambiente aumente 2° C (Coeficiente de dilatación lineal del cobre
Solución: a) T = 1.79519 s
b) 3 ·10-5 s
α=1.7 ·10-5 °C-1).
7.- Un reloj de péndulo de cobre funciona correctamente a 15°C, con un periodo de 1s. Sabiendo que
si el reloj funciona en un lugar cuya temperatura es 86° F, se retrasa 11segundos cada día, se pide calcular el
coeficiente de dilatación lineal del cobre.
Solución: a) α = 17 ·10-6 °C-1
8.- Un anillo de acero de 75 mm de diámetro interior a 20° C ha de ser calentado e introducido en un
eje de latón de 75.05 mm de diámetro a 20° C. a) ¿A qué temperatura ha de calentarse el anillo? b) ¿A qué
temperatura tendríamos que enfriar el conjunto para que el anillo salieraél solo del eje?. Coeficiente de
dilatación lineal del acero: 12 . 10-6 °C-1. Coeficiente de dilatación lineal del latón: 20 . l0-6 °C-1.
Solución: a) T = 75.55 °C
b) T = - 63.42 °C
9.- Un herrero ha de colocar una llanta circular de hierro de 1 m de diámetro a una rueda de madera de
igual diámetro. Con objeto de poder ajustarla, calienta la llanta hasta conseguir que su radio supere en dosmilímetros al de la rueda. Sabiendo que: la temperatura ambiente es de 20 °C, y el coeficiente de dilatación
lineal del hierro es 12.2 .10-6 °C-1, calcúlese: a) Temperatura en grados centígrados a que debe calentarse la
llanta para cumplir las condiciones expuestas. b) Expresar esta temperatura en grados Fahrenheit y Kelvin.
Solución: a) T = 347.9 °C
b) T = 658.2 °F = 620.9 K
10.- Una vasijade zinc (coeficiente de dilatación lineal 29 .10-6 °C-1), está llena de mercurio a 100
°C, teniendo entonces una capacidad de 10 litros. Se enfría hasta 10 °C. Calcular la masa de mercurio a 0°C
que hay que añadir para que la vasija quede completamente llena. Coeficiente de dilatación del mercurio 182
. 10-6 °C-1. Densidad del mercurio a 0 °C 13.6 g/cm3.
Solución: Masa de Hg= 1133 g...