Temperatura ejercicios resueltos y propuestos

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RESUMEN
Dos cuerpos están en equilibrio térmico entre sí si tienen la misma temperatura.
La ley cero de la termodinámica establece que si los cuerpos A y B, cada uno por su lado, están en equilibrio térmico con un tercer cuerpo, C, entonces A y B están en equilibrio térmico entre sí.
La temperatura de un sistema es una medida cuantitativa de la energía cinética térmica media de sus átomos omoléculas, se puede medir mediante termómetros, en los que la dilatación o la contracción de un líquido proporcionan una indicación cuantitativa de la temperatura.
La unidad del SI de la temperatura termodinámica es el kelvin, el cual se define como la fracción 1/273.16 de la temperatura del punto triple del agua.
Cuando la temperatura de un objeto cambia en una cantidad (T, su longitud cambia enuna cantidad (L, que es proporcional a (T y a su longitud inicial L0:
[pic]
donde la constante ( es el coeficiente promedio de expansión lineal. El coeficiente de expansión volumétrica promedio, (, de una sustancia es igual a 3 (.
Un gas ideal es el que obedece la ecuación de estado,
[pic]
donde n es el número de moles del gas, V es su volumen, R es la constante universal de los gases (8.31J/mol.K) y T es la temperatura absoluta en kelvins. Un gas real se comporta aproximadamente como un gas ideal si está lejos de la licuefacción. Un gas ideal se usa como sustancia de trabajo en un termómetro de gas a volumen constante, el cual define la escala de temperatura absoluta en kelvin. Esta temperatura absoluta T se relaciona con las temperaturas de la escala Celsius por medio de T = TC+273.15.
PREGUNTAS
1. ¿Es posible que dos objetos estén en equilibrio térmico si no están en contacto entre sí?
Dos objetos en equilibrio térmico no necesitan estar en contacto. Considere dos objetos que están en equilibrio térmico como se muestra en la figura. El hecho de separarlos entre si una pequeña distancia no afecta como las moléculas se están moviendo dentro del objeto, y ellas aúnestarán en equilibrio térmico.
2. ¿Es la temperatura un concepto microscópico o macroscópico? Explique.
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3. El hule tiene un coeficiente promedio de expansión lineal negativo. ¿Quéocurre con el tamaño de un pedazo de hule cuando éste se calienta?
El hule se contrae cuando se calienta.
4. ¿Podemos definir la temperatura como una magnitud obtenida en función de la longitud, la masa y el tiempo? Sí____, No ___. Explique.
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5. Explique por qué una columna de mercurio en un termómetro desciende primero ligeramente y luego asciende cuando se pone en agua caliente.
La expansión térmica del bulbo de cristal ocurre primero, puesto que la pared del bulbo está en contacto directo con el agua caliente. Entonces el mercurio se calienta, y se expande.
6.El cero absoluto es una temperatura mínima. ¿Existe también una temperatura máxima? Sí____, No ___. Explique.
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7. ¿Por qué la amalgama utilizada en las obturaciones dentales tieneel mismo coeficiente de expansión promedio de un diente? ¿Qué ocurriría si esto no fuera así?
Si la amalgama tuviera un coeficiente de expansión más grande que sus dientes, ésta se expandiría más que la cavidad en sus dientes cuando tome un sorbo de su café, resultando en una rotura o agrietamiento de su diente, si toma helado con un terrible dolor se romperá el diente, la amalgama debe...
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