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Práctico de Física Térmica
1ra Parte

Enunciados Lista 0
2.8 *

Un kilogramo de nitrógeno diatómico (N2 con peso molecular de 28) se encuentra dentro de un depósito
de 500 litros. Encuentre el volumen específico en base masa y en base mol (v y v ).

2.11 *

Un barómetro para medir la presión absoluta muestra una columna de mercurio con altura de 725 mm.
La temperatura es tal que ladensidad del mercurio es de 13550 kg/m3. Determine la presión ambiente.

2.12 *

Un manómetro de presión diferencial montado en un recipiente muestra una lectura de 1.25 MPa y un
barómetro local indica una presión atmosférica de 0.96 bar. Calcule la presión absoluta dentro del
recipiente.

Ej.4 *

Una llanta de automóvil tiene un volumen de 988 in3 y contiene aire (supuesto gas ideal) auna presión
manométrica de 24 lb/in2 cuando la temperatura es de -2.60 ºC. Halle la presión manométrica del aire en
la llanta cuando su temperatura se eleva a 25.6 ºC y su volumen aumente a 1020 in3. Tome como
presión del aire en la atmósfera 14.7 lb/in2. ¿Es necesario convertir de unidades inglesas a unidades del
sistema internacional?

2.14 ** Un pistón de 5 kg en un cilindro con diámetro de100 mm se carga con un resorte lineal y la presión
atmosférica exterior es de 100 kPa. El resorte no ejerce ninguna fuerza sobre el pistón cuando se
encuentra en el fondo del cilindro y para el estado que se muestra, la presión es de 400 kPa con un
volumen de 0.4 lt. La válvula se abre para dejar entrar algo de aire y provoca una elevación de 2 cm en
el pistón. Calcule la nueva presión.Nota: Se quitaron los topes al dibujo del libro.
2.27 ** Dos cilindros están conectados por un pistón como se muestra en la figura 2.27. El cilindro A se utiliza
como elevador hidráulico y se eleva su presión hasta 500 kPa. La masa del pistón es de 15 kg y la
gravitación es la estándar. ¿Qué presión hay en el cilindro B?

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2.28 ** Dos cilindros se llenan con agua líquida, ρ = 1000 kg/m3 yse conectan con una tubería que tiene una
válvula cerrada. A tiene 100 kg de agua y B 500 kg; el área de sus secciones transversales es AA = 0.1
m2 y AB = 0.25m2, y la altura h es 1 m. Encuentre la presión a cada lado de la válvula. La válvula se abre
y el agua fluye hasta alcanzar el equilibrio. Calcule la presión final en el punto donde se encuentra la
válvula.

Ej.8 *** Suponga que elaire es un gas ideal a temperatura constante.
a) Calcular la variación de la presión atmosférica con la altura. ¿A qué altura la presión cae a 1/e de su
valor a nivel del mar? A nivel del mar la densidad del aire es de 1.25 Kg/m3 y la presión es de 1 atm.
b) Se desea diseñar un globo aerostático para que opere a 5000 m sobre el nivel del mar. El globo tiene
un radio de 3 m. ¿Cuál será la masa delaire contenido en el globo?
Sugerencia: Debe llegar a una ecuación diferencial e integrarla.

Enunciados Lista 1
3.8 *

Un globo que inicialmente se encuentra desinflado, se conecta mediante una válvula a un depósito que
contiene gas helio a 1 MPa a la temperatura ambiente de 20 ºC. Se abre la válvula y el globo se infla a
presión constante de 100 kPa, igual a la presión ambiente hastaque alcanza la forma esférica con D1 = 1
m. Si el globo es más grande, el material de que está construido se estira y la presión interior es:

 D D
P = P0 + C1 − 1  1
DD

El globo se infla lentamente hasta un diámetro final de 4 m, punto en el cual la presión interior es de 400
kPa. La temperatura permanece constante a 20 ºC. Determine el volumen mínimo que se requiere en el
depósitode helio para inflar el globo.
3.11 *

Un cilindro se equipa con un pistón de 10 cm de diámetro que está sujeto con un resorte lineal (la fuerza
es proporcional a la distancia) como se muestra en la figura P3.11. La constante de fuerza del resorte es
80 kN/m y el pistón inicialmente descansa sobre los soportes, con un volumen de cilindro de 1 lt. Se
abre la válvula de la línea de aire y el...