Fisica

Figura 2.11 El agua sufre una dilatación irregular de entre 4°C y °0°C, manteniendo así la vida marina.
Síntesis
Resuelve el siguiente caso, contestando correctamente las cuestiones que se pre-sentan.En casa de Mari compraron un boiler de fabricación estadounidense, paraella es difícil comprender la temperatura máxima a la que se calienta el agua. Elboiler marca una temperatura máxima de 178°Fy tiene una capacidad de 20 l.Ayuda a Mari a resolver sus interrogantes.
1—
¿A qué temperatura equivale en grados Celsius la temperatura máximaseñalada en el boiler?
2—
Mari quisiera saber también la temperatura en la escala Kelvin. Ayúdalarealizando la conversión.
3—
Si tiene 18 l de agua a 15°C, ¿cuánto varía su volumen al pasar por elboiler para calentarse?
4—
Mari leyó en elinstructivo que el boiler utiliza unas barras de cobre paracalentar el agua, si tienen una longitud de 85 cm a 30°C, ¿cuánto varíanen longitud los alambres al calentar el agua?
Problematización
Cada vez que Maritza pasa muy cerca y a un lado del refrigerador, siente mucho elcalor que se desprende del metal y si lo toca, está muy caliente. Se ha preguntadovarias veces qué es lo que ocurre dentro de él quese calienta, pues sabe muy bienque el refrigerador sirve para enfriar, no para calentar. De igual forma observa que laplancha para alisar la ropa se calienta tanto que despide calor: sus manos se acalo-ran tanto que su mamá le dice que no abra el refrigerador o que no se lave las manoshasta que se refresque. ¿Podrías darle una respuesta a Maritza? ¿Por qué si el calorestá presente, las cosas delrefrigerador no se calientan? ¿Por qué el refrigerador yla plancha desprenden calor y puede sentirse sin que los toques? ¿Qué relación tieneel calor con la temperatura? ¿Por qué dentro del refrigerador los alimentos y loslíquidos calientes o a temperatura ambiente, se enfrían?

dilatacion irregular del agua


                     Por otra parte, los líquidos también se dilatan siguiendo lasmismas leyes de dilatación que los sólidos.


 


En la dilatación de gases se debe tomar en cuenta, además de la temperatura y volumen , la presión .


 


El agua no cumple con las leyes de la dilatación. Al aumentar su temperatura de 0oC a 4 ºC se contrae en lugar de dilatarse, después al continuar aumentando la temperatura se empieza a dilatar, por lo que se consideran los 0oC a 4 ºCcomo la temperatura en la que el agua alcanza su mayor densidad.


 


Debido a este comportamiento el hielo flota sobre el agua, ya que la densidad de ésta varía al incrementarse la temperatura.


 


Un ejemplo lo tenemos en los lagos y mares de lugares muy fríos: el hielo queda en la superficie y, debajo de él encontramos agua a 4 ºC, lo que permite la vida de plantas y animales enesas regiones de aguas congeladas.


 


En la siguiente figura se pueden observar los tres estados físicos del agua:


 


a) Aire frío (gas) a menos 20ºC.


 


b) Hielo (sólido) a 0oC.


 


c) Agua (líquido) a 4 oC.       



frasco de Dewar, es un recipiente inventado por Sir James Dewar (1842 ± 1923),que tiene por objeto disminuir las pérdidas de calorpor conducción,convecciónoradiación. Su utiliza para almacenar líquidos, fríos o calientes, y es el equivalente aun termo convencional.
Descripción
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Su estructura principal consta de una doble pared de vidrio, pintada de plateado, y en el espacio intermedio se produce vacío, cuya función principal es evitar latransferencia de energía por convección y conducción, mientras que elplateado permite reflejar la radiación, ya que la plata es un muy buen reflector y tiene bajaemisividad.Otro mecanismo que utiliza para evitar la pérdida de energía es la reducción del radio del cuello.Para su uso industrial se fabrican deacero inoxidable, que presenta las ventajas deser más ligero, no ser frágil y soportar cambios bruscos de temperatura. Desde el  punto de vista termodinámico, sólo varía...