Labortorio

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°, ¿cuáles 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" publicaba que elmandatario 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 la correspondiente enla 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 la temperatura real cuando estetermómetro 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 11 segundos cada día, se pide calcularel 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 saliera él solo del eje?. Coeficiente dedilatación 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 dos milímetros al de la rueda. Sabiendo que: latemperatura 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 vasija de 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

11.- ¿Qué ocurriría si utilizáramos un termómetro cuyo...