Prof. Solange Zambrano Física- 3er año

TERMODINÁMICA: DILATACIÓN TÉRMICA

Importante

Dilatación Lineal, Superficial y Volumétrica

1. Un elevador usa una cinta metálica de acero que tiene exactamente 50 km de longitud a 20ºC ¿Qué longitud tiene en un día de verano caluroso en que la temperatura es de 35ºC?

2. Un cuerpo de cobre en forma de paralelepípedo inicialmente a una temperatura de 20 ºC, se calienta hasta 79 ºC alcanzando un volumen de 50,15 cm3. ¿Cuál era su volumen?

3. Determinar la longitud de un alambre de cobre a 10 ºC, si cuando su temperatura se aumentó hasta 56 ºC, su longitud fue 28,04 cm.

4. Se tiene una plancha cuadrada de platino de 4cm de lado, a 24 ºC. ¿Cuánto se dilatará, si se calienta hasta 78 ºC?

5. Un recipiente que está lleno hasta el tope con 800 cm3 de mercurio (β= 1,8.10-8 1/°C) a una temperatura de 30°C ¿Cuánto mercurio se derrama, si la temperatura aumenta hasta los 250 °C?

6. Los alambres del alumbrado eléctrico son de cobre. Supongamos que los postes están separados a 25m y que los alambres están tensos en un día de invierno, cuando la temperatura es de 0°c ¿Cuál sera la longitud de cada alambre en un día de verano con una temperatura de 30°c?

7. Hallar la dilatación que experimentan 100 cm3 de mercurio cuando su temperatura se eleva de 10ºC a 35 °C

8. Una placa circular de aluminio tiene un diámetro de 35 cm; si su temperatura se incrementa en 200 °C ¿Cuál será el nuevo área de la placa?

9. A una temperatura de 17° C una ventana de vidrio tiene un área de 1,6 m2. ¿Cuánto se dilata al aumentar su temperatura a 32°C?

Tenga en cuenta que α es el coeficiente de dilatación lineal, por lo cual para la dilatación superficial y volumétrica, se tiene que:

Recuerde, además, que el símbolo ∆∆∆∆ (delta) indica variación, diferencia, reducción, cambio, incremento, disminución, aumento, dilatación, compresión, crecimiento, alargamiento, contracción, expansión, entre otros e implica siempre una resta de un “estado final” menos un “estado inicial”. Además la dilatación térmica, es el “producto” de tres elementos:

β = 2. α γ = 3. α

Dilatación térmica

Tamaño inicial

Variación de la temperatura

Coeficiente de dilatación =

Prof. Solange Zambrano Física- 3er año

10. ¿Qué longitud tendrá una barra de hierro cuando su temperatura se eleve hasta 120 ºC, si cuando estaba a -5ºC medía 1250 cm?

11. Una barra con longitud de 230 cm y temperatura de 50° C se introduce en un horno en donde su temperatura aumenta hasta los 360 ° C. Si luego midió 230,78 cm ¿De qué material era la barra?

12. ¿Cuál es la longitud de un cable de cobre al disminuir la temperatura a 14 ° C, si con una temperatura de 42 ° C mide 416 metros?

13. Una esfera de vidrio pirex cuyo radio es de 7 cm a 2 ºC, se somete a un cambio de temperatura de 86 ºC. ¿Qué variación de volumen experimentará?

14. Un puente de acero de una longitud de 1 Km a 20 °C está localizado en una ciudad cuyo clima provoca una variación de la temperatura del puente entre 10 °C en la época más fría y de 55 °C en la época más calurosa. ¿Cuál será la variación de longitud del puente para esos extremos de temperatura?.

15. Una chapa a 0 °C tiene 2m² de área. Al ser calentada a una temperatura de 50 °C, su área aumenta 10 cm ². Determine el coeficiente de dilatación superficial y lineal del material del cual está formada la chapa.

16. Un vendedor de nafta recibe en su tanque 2.000 litros de nafta a la temperatura de 30 °C. Sabiéndose que posteriormente vende toda la nafta cuando la temperatura es de 20 °C y que el coeficiente de dilatación lineal de la nafta es de 3,7.10-³ 1/°C. ¿Cuál es el perjuicio (en litros de nafta) que sufrió el vendedor?

17. ¿Cuál será el volumen de una esfera de acero cuando se enfríe 92ºC, si cuando estaba a 80 ºC tenía un radio de 10cm?