Problemas De Dilataci N T Rmica

 Problemas de Dilatación Térmica
1. El puente Humber de Inglaterra tiene el claro individual más largo del mundo (1410 m). Calcule el cambio de longitud de la cubierta de acero del claro, si la temperatura aumenta de 25.0 °C a 18.0 °C.
2. Una varilla metálica tiene 40.125 cm de longitud a 20.0 °C, y 40.148 cm a 45.0 °C. Calcule el coeficiente medio (promedio) de expansión lineal para lavarilla en este intervalo de temperatura.
3. Un cilindro de cobre está inicialmente a 20.0 °C. ¿A qué temperatura su volumen aumentará en un 0.150%?
4. La densidad del agua es de 999.73 kg/m3 a una temperatura de 10 °C, y de 958.38 kg/m3 a 100 °C. Calcule el coeficiente medio de expansión de volumen para el agua en ese intervalo de temperatura.
5. Un tanque de acero se llena totalmente con 2.80 m3 deetanol cuando tanto el tanque como el etanol están a 32.0 °C. Una vez que el tanque y el contenido se hayan enfriado a 18.0 °C, ¿qué volumen adicional de etanol podrá meterse en el tanque?
6. Imagine que acaba de comenzar a trabajar como ingeniero mecánico en Motores, S.A. y le encargaron diseñar pistones de latón que se deslizarán dentro de cilindros de acero. Los motores en los que se usaránlos pistones operarán a temperaturas entre 20 °C y 150 °C. Suponga que los coeficientes de expansión son constantes dentro de ese intervalo de temperaturas. a) Si el pistón apenas cabe dentro del cilindro a 20 °C, ¿los motores podrán operar a temperaturas más altas? Explique su respuesta. b) Si los pistones cilíndricos tienen un diámetro de 25.000 cm a 20 °C, ¿qué diámetro mínimo deberán tener loscilindros a esa temperatura, para que los pistones operen a 150 °C?
7. Las secciones de concreto de cierta superautopista están diseñadas para tener una longitud de 25.0 m. Las secciones se vierten y curan a 10.0°C. ¿Qué espaciamiento mínimo debe dejar el ingeniero entre las secciones para eliminar el pandeo si el concreto alcanzara una temperatura de 50.0°C?
8. Un delgado anillo de latón condiámetro interno de 10.00 cm a 20.0°C se calienta y desliza sobre una barra de aluminio de 10.01 cm de diámetro a 20.0°C. Si supone que los coeficientes de expansión lineal promedio son constantes, a) ¿a que temperatura se debe enfriar esta combinación para separar las partes? Explique si esta separación es posible. b) ¿Qué pasaría si? ¿Y si la barra de aluminio tuviera 10.02 cm de diámetro?
9. Unmatraz aforado fabricado de Pyrex se calibra en 20.0°C. Se llena hasta la marca de 100 mL con acetona a 35.0°C. a) ¿Cuál es el volumen de la acetona cuando se enfría a 20.0°C? b) ¿Que tan significativo es el cambio en volumen del matraz?
10. Un cilindro hueco de aluminio de 20.0 cm de profundidad tiene una capacidad interna de 2.000 L a 20.0°C. Se llena por completo con trementina y luego secalienta a fuego


a 80.0°C. a) ¿Cuanta trementina se desborda? b) Si después el cilindro se enfría otra vez a 20.0°C, ¿A qué distancia del borde del cilindro retrocede la superficie de la trementina?
11. ¿A qué temperatura tendría que calentar una varilla de latón para que sea 1.0% más larga de lo que es a 25°C?
12. Para hacer un ajuste seguro, con frecuencia se usan remaches que son más grandesque el orificio del remache, de manera que el remache debe enfriarse (por lo general en hielo seco) antes de colocarlo en el orificio. Un remache de acero de 1.872 cm de diámetro se colocará en un orificio de 1.870 cm de diámetro en un metal a 20°C. ¿A qué temperatura se debe enfriar el remache si debe ajustar en el orificio?
13. Una esfera de aluminio mide 8.75 cm de diámetro. ¿Cuál será su cambioen volumen si se calienta de 30 a 180°C?
14. a) Un tapón de latón se colocará en un anillo hecho de hierro. A 15°C, el diámetro del tapón es de 8.753 cm y el del interior del anillo es de 8.743 cm. ¿A qué temperatura común se deben llevar ambos con la finalidad de que ajusten? b) ¿Y si el tapón fuera de hierro y el anillo de latón?
15. Un flexómetro preciso de acero se calibró a 15°C. A...