problemas

Fluidos y Fenómenos Térmicos SERIE 3
M.C. Luis Alfonso Domínguez Carballo

TEMPERATURA

PREGUNTAS

1. A veces, los termómetros contienen un liquido rojo o azul que generalmente es etanol. Que ventajas e inconvenientes tiene éste comparado con el mercurio?

2. Si se calienta un bloque que tiene un orificio, ¿por qué no se dilata el material que rodea al orificio haciendo a éste máspequeño?

3. Muchos motores de automóvil tienen cilindros de hierro fundido y pistones de aluminio ¿Qué tipo de problemas pueden presentarse si el motor se calienta demasiado?,

4. Dos cuerpos hechos del mismo material tienen las mismas dimensiones, y apariencia externas, pero uno es sólido y el otro hueco. ¿Experimentan una dilatación, volumétrica total igual o diferente cuando se calientan?

5.¿Por qué es posible a veces aflojar los tapones de rosca de las botellas introduciendo un momento el tapón en agua caliente?

6. ¿Qué cualidades hacen a una propiedad termométrica en particular apta para usarse en un termómetro práctico?

7. ¿Cómo sugeriría usted medir la temperatura de (a) el Sol. (b) la atmósfera superior de la Tierra, (c) un insecto. (d) la Luna, (e) el fondo del océano. (f)el helio líquido?

8. Una bola de metal puede pasar a través de un anillo de metal. Sin embargo, al calentar la bola ésta se pega en el anillo. ¿Qué pasaría si calentásemos el anillo en lugar de la bola?

PROBLEMAS

1. Un termómetro de resistencia es un termómetro en el que la resistencia eléctrica cambia con la temperatura. Estamos en libertad de definir temperaturas medidas por uno deestos termómetros en KeIvin (°K) que sean directamente proporcionales a la resistencia R, medida en Ohms (). Se halla que cierto termómetro de resistencia tiene una resis­tencia R de 90.35  cuando su bulbo se sumerge en agua a la temperatura del punto triple (273.16 °K). ¿Qué tempe­ratura indica el termómetro si el bulbo está situado ei un entorno tal que su resistencia es de 96.28 ?

2. Laresistencia eléctrica de algunos metales varia con la temperatura (medida por un termómetro de gas) aproximadamente según la expresión R = R0[1 + (T - T0)], donde R0 es la resistencia a la temperatura T0. Se encuentra que la constante  para determinado metal es 0.004 1/°K. a) Si la resistencia a 0 °C es 100 ohms, ¿cuál es la resistencia a 20 °C? b) ¿A qué temperatura la resistenciaes de 200 ohms?

3. Se forma un termopar a partir de dos metales diferentes unidos en dos puntos de modo tal que se produzca un pequeño voltaje cuando las dos uniones están a tempe­raturas diferentes. En un termopar de hierro‑constanta­no, con una unión mantenida a 0 °'C, el voltaje de salida varía linealmente desde 0 hasta 28.0 mV al elevar la temperatura de la otra unión desde 0 hasta 510 °C.Halle la temperatura de la unión variable cuando la salida del termopar sea de 10.2 mV.

4. a) Si alguien se siente enfermo en Estados Unidos y le dicen que su temperatura es de 104 °F, ¿debería preocuparse? b) ¿Cuál es la temperatura normal del cuerpo en la escala Fahrenheit?. c)El punto de ebullición normal del oxígeno líquido es -182.97 °C. ¿Qué temperatura es ésta en las escalas Kelvin yFahrenheit?

5. a) ¿A qué temperatura darían los siguientes pares de escalas la misma lectura: (a) Fahrenheit y Celsíus, (b) Fahrenheit y Kelvin, y (c) Celsius y KeIvin?

6. ¿A qué temperatura es la lectura en la escala Fahrenheit igual (a) al doble de la Celsius y (b) a la mitad de la Celsius?

7. A diario podemos comprobar que los objetos calientes y fríos se enfrían o se calientan respecto ala temperatura de su entorno. Si la diferencia de temperatura T entre un objeto y su entorno (T = Tobjeto ‑ Tentorno) no es demasiado grande, la razón de enfriamiento o de calentamiento del objeto es proporcional, aproximadamente, a esta diferen­cia de temperatura; es decir,
donde A es una constante El signo menos se debe a que T disminuye con el tiempo si T es positiva, y aumenta si T...