EJERCICIOS PROPUESTOS

1. El periodo () del péndulo simple de la figura viene dado por la ecuación ,

donde es la longitud del cable de aluminio ( ) y g es la gravedad en

el lugar del experimento ( ). El periodo se utiliza como propiedad termométrica para definir una escala lineal de temperatura centígrada. Si la longitud del cable a 0 °C es de 1 m, determinar la temperatura que marca el termómetro cuando el periodo es de 2.007 s.

2. El valor numérico de la propiedad física de una sustancia dada es de 1.05 cuando se encuentra dentro de una vasija con una mezcla de hielo con agua y 1.77 al encontrase en un recipiente con agua en ebullición. Si la experiencia se realiza a nivel del mar, ¿Qué temperatura corresponderá al valor numérico 1,23 de dicha propiedad física, si esta depende linealmente de la temperatura?

3. Supongamos que en vez de definir la temperatura ( ) como una función lineal de alguna propiedad termométrica Z.

Se define la temperatura t* como una función logarítmica donde son las constante a determinar mediante la elección de los puntos fijos usuales (el de vaporización y el de fusión del agua a 1 atm). Como propiedad termométrica escogemos la longitud ( ) de una columna de liquido en un termómetro de vidrio siendo

cuando . Determinar la distancia entre las divisiones

correspondientes a

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4. Un termómetro de columna de mercurio solo aparecen dos marcas, las de las temperaturas de 36 °C y 37 °C. La longitud de la columna entre estas marcas es de 1 cm. Una persona se pone el termómetro y constata que la columna de mercurio mide 2.8 cm por encima de la marca de 37 °C su temperatura en °C es de:

5. En cierta escala de temperatura se tiene presión normal los siguientes puntos fijos: punto de congelación del agua – 60 ºX, punto de ebullición – 10 ºX. Hallar la temperatura Celsius que corresponde a 0 ºX.

6. Calcule las temperaturas Celsius que correspondan a (a) una noche de invierno en Seattle (41.0 °F), (b) un día caluroso de verano en Palm Springs (107.0°F) y (c) un frio día de invierno en el norte de Manitoba (-180°F).

7. Mientras está de vacaciones en Italia, usted ve en la televisión local en una mañana veraniega que la temperatura se elevará de los 18.0°C actuales a 39°C. ¿Cuál es el incremento correspondiente en la escala de temperatura Fahrenheit?

8. Se coloca una botella de refresco en un refrigerador y se deja ahí hasta que su temperatura haya bajado 10.0 K. Calcule el cambio de temperatura en (a) F° y (b) C°.

9. Calcule la única temperatura a la que los termómetros Fahrenheit y Celsius coinciden y también calcule la única temperatura a la que los termómetros Fahrenheit y Kelvin coinciden.

10. El nitrógeno líquido es un material relativamente barato que a menudo se utiliza para realizar divertidas demostraciones de física a baja temperatura de -346.0°F. Convierta esta temperatura a grados Celsius y Kelvin.

11. El edificio más alto del mundo, de acuerdo con ciertos estándares arquitectónicos, es el Taipéi 101 en Taiwán, con una altura de 1671 pies. Suponga que esta altura se midió en un fresco día primaveral, cuando la temperatura era de 15.5 °C. Este edificio podría utilizarse como una especie de termómetro gigante en un día caluroso de verano midiendo con cuidado su altura. Suponga que usted realiza esto y descubre que el Taipéi 101 es 0.471 pies más alto que su altura oficial. ¿Cuál es la temperatura, suponiendo que el edificio está en equilibrio térmico con el aire y que toda su estructura está hecha de acero? El coeficiente de expansión lineal del acero es de

α=1.2×10−5C°−1

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