TALLER 3 FISICA II.pdf

8/11/2019 TALLER 3 FISICA II.pdf

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CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE NARIOINGENIERIAS ELECTRONICA Y MECANICA

ASIGNATURA: FISICA II

TALLER 3

TEMPERATURA, DILATACION Y LEYDE GASES

1. Convertir las siguientestemperaturas a grados Celsius.a)0K b)250K c)273K d)325K.

2. Cuando cae un rayo, puedecalentar el aire a ms de30000K, es cinco veces latemperatura de la superficiedel sol. Exprese estatemperatura en las escalasFahrenheit y Celsius.

3. Una viga de acero de 10m delongitud se instala en unaestructura a 20 0C. Cmocambia esa longitud en losextremos de temperatura de -30 0C y 450C?

4. Un tramo de tubo de cobreempleado en plomera tiene60cm de longitud y undimetro interior de 1.50cm a20 0C. Si el agua caliente a 85 0Cfluye por el tubo, Cmocambiaran a)su longitud y b)su rea transversal? Estoltimo afecta la tasa de flujo?

5. Una placa de acero circular de15cm de radio se enfra de 350a 20 0C. En qu porcentajedisminuye el rea de la placa?

6. Un bloque de cobre tiene unacavidad esfrica interna de10cm de dimetro. El bloquese calienta en un horno desde20 0C hasta 500 0K. a)la cavidadse hace mayor o menor?b)cmo cambia el volumende la cavidad?

7. Una varilla de latn tiene unaseccin transversal circular de5.0 cm de radio. La varillaentra en un agujero circular deuna lmina de cobre con unmargen de o.010mm en todosu contorno, cuando ambaspiezas estn a 20 0C. a)A quetemperatura ser cero elmargen? B) Sera posible esteajuste apretado si la laminafuera de latn y la varilla fuerade cobre?

8. Cuando se expone a la luzsolar, un agujero en una hojade cobre expande su dimetroen 0.153% en comparacincon su dimetro a 68 0F. Cules la temperatura de la hojade cobre al sol.

CALORIMETRIA Y TRANSFERENCIADE CALOR

9. Cuantos Joules de calor debenaadirse a 5.0Kg de agua a20 0c para llevarla a su puntode ebullicin.

10. Cantidades iguales de calor seaaden a un bloque dealuminio y a un bloque decobre con masas diferentes,para alcanzar el mismoincremento de temperatura.A) la masa del bloque de

aluminio es mayor, igual omenor que la masa del bloquede cobre. B) si la masa delbloque de cobre es 3Kg culser la masa del bloque dealuminio.

11. Una cuchara de aluminio a100 0C se coloca en un vaso de

icopor que contiene 0.2Kg deagua a 20 0C. Si la temperatura


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final de equilibrio es de 30 0C yno se pierde calor al vaso

mismo ni al entorno. Qumasa tiene la cuchara dealuminio?

12. Unas esferas de plomo cuyamasa total es de 0,60Kg secalientan a 100 0C y luego secolocan en un envase dealuminio bien aislado cuya

masa es de 0.20Kg, quecontiene 0.50Kg de aguainicialmente a 17.3 0C, culser la temperatura deequilibrio de la mezcla?

13. Cuanto calor se requiere paraevaporar 0.50Kg de agua queinicialmente est a 100 0C.

14. Primero calcule el calor quenecesita eliminarse paraconvertir 1.0Kg de vapor a100 0C en agua a 40 0C y luegocalcule el calor que debeeliminarse para reducir latemperatura del agua de 100 a40 0C. compare los dos

resultados.15. Si 0.050Kg de hielo a 0 0C se

agregan a 0.300Kg de agua a25 0C en un vaso decalormetro de aluminio de0.100Kg. Qu temperaturafinal tendr el agua?

16. Un volumen de 0.50L de aguaa 16 0C se coloca en unabandeja de aluminio paracubitos de hielo, cuya masa es0.250Kg y que esta a esamisma temperatura. Cuntaenerga tendr que quitar unrefrigerador al sistema paraconvertir el agua en hielo a -80C?

17. El vidrio de una ventana mide2.00m por 1.50m y tiene 4mm

de espesor. Cunto calorfluye a travs del vidrio en unahora, si hay una diferencia detemperatura de 2 0C entre lassuperficies interior y exterior?

PRIMERA LEY DE LATERMODINAMICA Y PROCESOS

TERMODINAMICOS

18. Un cm 3 de agua se transformaen 1.671cm 3 de vapor cuandohierve a la presin atmosfrica1x10 5 N/m 2. Cul es elincremento de la energainterna?

19. En una mquina de vapor la

temperatura llega a ella a100 0C y se devuelve alambiente a 27 0C. Cul ser elrendimiento de esta mquina?

20. Un gas cuyo volumen inicial es2m 3 se expande, a presinconstante de 20N/m 2, hastaocupar un volumen de 6m 3.

Cul es el trabajo que realizael gas?

21. Un gas perfecto se somete alas transformacionesrepresentadas en la figura

P (N/m 2)

B (400 0K) C(800 0K)

30 A (200 0K) D

V (m3)

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a. Calcular el valor de lasvariables P, V y T en el punto B.

b. Calcular el valor de lasvariables P, V y T en el punto C.

c. Calcular el valor de lasvariables P, V y T en el puntoD.

d. Calcular el valor del trabajoque realiza el gas cuando vadesde D hasta A.

e. Calcular el valor del trabajo

neto que realiza el gas cuandorecorre todo el ciclo.

22. El siguiente diagramarepresenta el ciclo queexperimenta un gas. Laenerga interna en A se tomarUA=0.

P(N/m2)

B C6

3 A

2 4 V(m 3)

a. Se suministran al gas, duranteel proceso AB, 40 julios decalor. Cul es la energainterna del gas en B?

b. De B a C se suministran60julios de calor al gas. Cules el trabajo que realiza el gasdurante el proceso CA?

c. Cul es el calor suministradoal gas durante el proceso CA?

d. Cul es el trabajo neto querealiza el gas en todo el ciclo?

e. Cul es el rendimientotrmico de todo el ciclo?

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