Guia de termodinamica
Páginas: 7 (1684 palabras)
Publicado: 5 de marzo de 2011
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1.- ¿Cuánta masa hay aproximadamente en un litro de mercurio y en un litro de aire?
Solución:
el volumen de 1 litro equivale a 0.001 m³
densidad = masa / volumen → masa = densidad x volumen
la densidad del mercurio es 13.800 Kg/m³ → masa mercurio = 13.800 x 0.001 = 13.8 Kg
la densidad del aire es 1 Kg/m³ → masa aire = 1 x 0.001 = 0.001 Kg. = 1 g
2. –¿Qué presión ejerce una columna de mercurio de 1 metro?
Solución:
la presión viene dada por la ecuación fundamental de la hidrostática P = ρ g H
ρ = densidad en Kg/m³
g = aceleración de la gravedad= 9.80 m/s²
H = altura de la columna de líquido en metros
P = 13.800 x 9.80 x 1 = 135.240 Pa
3.- ¿Cuál es la temperatura en grados Kelvin, Fahrenheit y Rankine de – 5 ºC?Solución:
ºF = 9/5 ºC + 32 → ºF = 9/5 x (– 5) + 32 = 23 ºF
ºK = ºC + 273.15 → ºK = – 5 + 273.15 = 268.15 ºK
ºR= ºF + 459.67 → ºR = 23 + 459.67 = 482.67 ºR
4.- ¿Cuál es la temperatura más baja que se puede obtener en grados Celsius?
Solución:
La temperatura más baja es 0 ºK
ºK = ºC + 273.15 → ºC = ºK – 273.15 → ºC = 0 – 273.15 = – 273.15 ºC
5.- Untermómetro marca 96 ºF como lectura mínima y 106 ºF como lectura máxima. ¿Cuál es el cambio correspondiente en la escala Celsius entre la lectura mínima y la máxima?
Solución:
ºF = 9/5 ºC + 32 → ºC = 5/9 ºF – 32 → ∆ ºC = 5/9 ∆ ºF
∆ ºC = 5/9 x (106 – 96) = 5.556 ºC
6.- Un cilindro de acero de masa 2 Kg contiene 4 litros de agua. ¿Calcular el volumen y la masa totaldel sistema?
Solución:
densidad del acero ρ = 7820 Kg/m³ → volumen del acero V = m / ρ = 2 / 7820 = 0.000256 m³
densidad del agua ρ = 1000 Kg/m³ → masa del agua m = ρ V = 1000 × 0.004 = 4 Kg
masa total del sistema m = m acero + m agua → m = 2 + 4 = 6 Kg.
volumen total del sistema V = V acero + V agua → V = 0.000256 + 0.004 = 0.004256 m³ = 4.26 L7.- Una manzana tiene una masa de 80 gramos y un volumen de 100 cm³. Calcular la densidad de la manzana en Kg/m³
Solución:
ρ = m / V
m = 80 g → m = 80 / 1000 = 0.08 Kg
V= 100 cm³ → V = 100 /(100)³ = 0.0001 m³
ρ = 0.08 / 0.0001 = 800 Kg/m³
8.- Un envase de 5 m³ se llena de 900 kg de granito (ρ = 2400 Kg/m³) y el resto del volumen es aire (ρ =1.15 kg/m³). Encuentre la masa de aire contenida en el recipiente.
Solución:
m aire = ρ aire V aire
V aire = V total − V granito
V granito = m granito / ρ granito = 900 / 2400 = 0.375 m³
V aire = V total − V granite → V aire = 5 − 0.375 = 4.625 m³
m aire = ρ aire V aire → m aire = 1.15 x 4.625 = 5.32 Kg
9.- En la superficie lunar donde la aceleración de lagravedad es g = 1.67 m/s². Un gas de 3.4 Kg de masa, ocupa un volumen de 1.2 m³. Determinar el volumen específico del gas en m³/Kg; la densidad en gr/cm³ y el peso específico en N/m³
Solución:
volumen específico = volumen / masa → v = 1.2 / 3.4 = 0.353 m³/Kg
densidad = masa/volumen → ρ = 3.4x1000 / 1.2x(100)³ = 0.00283 g/cm³
peso específico = peso/volumen → y = mg/ V → y = (3.4 x 1.67) / 1.2 = 4.73 N/m³
10.- Un termómetro de resistencia indica una temperatura de 273.16 ºK cuando el valor de la resistencia es de 90.35 Ω. ¿Qué temperatura en ºC indicará el termómetro cuando la resistencia cambie a 96.28 Ω?
Solución:
La resistencia varía en forma lineal con la temperatura
273.16 ºK → 90.35 Ω
T ºK → 96.38 Ω seresuelve la regla de tres simple.
ºK = (273.16 x 96.38) / 90.35 = 291.4 ºK
ºC = ºK – 273.15 → ºC = 291.4 – 273.15 = 18.25 ºC
11.- Un tanque tiene dos compartimientos separados por una membrana. El compartimiento A contiene 1 kg de aire y un volumen 0.5 m³, el compartimiento B tiene un volumen de 0.75 m³ con una densidad 0.8 Kg/m³. La membrana se rompe, llegando el sistema a...
1.- ¿Cuánta masa hay aproximadamente en un litro de mercurio y en un litro de aire?
Solución:
el volumen de 1 litro equivale a 0.001 m³
densidad = masa / volumen → masa = densidad x volumen
la densidad del mercurio es 13.800 Kg/m³ → masa mercurio = 13.800 x 0.001 = 13.8 Kg
la densidad del aire es 1 Kg/m³ → masa aire = 1 x 0.001 = 0.001 Kg. = 1 g
2. –¿Qué presión ejerce una columna de mercurio de 1 metro?
Solución:
la presión viene dada por la ecuación fundamental de la hidrostática P = ρ g H
ρ = densidad en Kg/m³
g = aceleración de la gravedad= 9.80 m/s²
H = altura de la columna de líquido en metros
P = 13.800 x 9.80 x 1 = 135.240 Pa
3.- ¿Cuál es la temperatura en grados Kelvin, Fahrenheit y Rankine de – 5 ºC?Solución:
ºF = 9/5 ºC + 32 → ºF = 9/5 x (– 5) + 32 = 23 ºF
ºK = ºC + 273.15 → ºK = – 5 + 273.15 = 268.15 ºK
ºR= ºF + 459.67 → ºR = 23 + 459.67 = 482.67 ºR
4.- ¿Cuál es la temperatura más baja que se puede obtener en grados Celsius?
Solución:
La temperatura más baja es 0 ºK
ºK = ºC + 273.15 → ºC = ºK – 273.15 → ºC = 0 – 273.15 = – 273.15 ºC
5.- Untermómetro marca 96 ºF como lectura mínima y 106 ºF como lectura máxima. ¿Cuál es el cambio correspondiente en la escala Celsius entre la lectura mínima y la máxima?
Solución:
ºF = 9/5 ºC + 32 → ºC = 5/9 ºF – 32 → ∆ ºC = 5/9 ∆ ºF
∆ ºC = 5/9 x (106 – 96) = 5.556 ºC
6.- Un cilindro de acero de masa 2 Kg contiene 4 litros de agua. ¿Calcular el volumen y la masa totaldel sistema?
Solución:
densidad del acero ρ = 7820 Kg/m³ → volumen del acero V = m / ρ = 2 / 7820 = 0.000256 m³
densidad del agua ρ = 1000 Kg/m³ → masa del agua m = ρ V = 1000 × 0.004 = 4 Kg
masa total del sistema m = m acero + m agua → m = 2 + 4 = 6 Kg.
volumen total del sistema V = V acero + V agua → V = 0.000256 + 0.004 = 0.004256 m³ = 4.26 L7.- Una manzana tiene una masa de 80 gramos y un volumen de 100 cm³. Calcular la densidad de la manzana en Kg/m³
Solución:
ρ = m / V
m = 80 g → m = 80 / 1000 = 0.08 Kg
V= 100 cm³ → V = 100 /(100)³ = 0.0001 m³
ρ = 0.08 / 0.0001 = 800 Kg/m³
8.- Un envase de 5 m³ se llena de 900 kg de granito (ρ = 2400 Kg/m³) y el resto del volumen es aire (ρ =1.15 kg/m³). Encuentre la masa de aire contenida en el recipiente.
Solución:
m aire = ρ aire V aire
V aire = V total − V granito
V granito = m granito / ρ granito = 900 / 2400 = 0.375 m³
V aire = V total − V granite → V aire = 5 − 0.375 = 4.625 m³
m aire = ρ aire V aire → m aire = 1.15 x 4.625 = 5.32 Kg
9.- En la superficie lunar donde la aceleración de lagravedad es g = 1.67 m/s². Un gas de 3.4 Kg de masa, ocupa un volumen de 1.2 m³. Determinar el volumen específico del gas en m³/Kg; la densidad en gr/cm³ y el peso específico en N/m³
Solución:
volumen específico = volumen / masa → v = 1.2 / 3.4 = 0.353 m³/Kg
densidad = masa/volumen → ρ = 3.4x1000 / 1.2x(100)³ = 0.00283 g/cm³
peso específico = peso/volumen → y = mg/ V → y = (3.4 x 1.67) / 1.2 = 4.73 N/m³
10.- Un termómetro de resistencia indica una temperatura de 273.16 ºK cuando el valor de la resistencia es de 90.35 Ω. ¿Qué temperatura en ºC indicará el termómetro cuando la resistencia cambie a 96.28 Ω?
Solución:
La resistencia varía en forma lineal con la temperatura
273.16 ºK → 90.35 Ω
T ºK → 96.38 Ω seresuelve la regla de tres simple.
ºK = (273.16 x 96.38) / 90.35 = 291.4 ºK
ºC = ºK – 273.15 → ºC = 291.4 – 273.15 = 18.25 ºC
11.- Un tanque tiene dos compartimientos separados por una membrana. El compartimiento A contiene 1 kg de aire y un volumen 0.5 m³, el compartimiento B tiene un volumen de 0.75 m³ con una densidad 0.8 Kg/m³. La membrana se rompe, llegando el sistema a...
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