ACTIVIDAD 7. EJERCICIOS Física Fecha de Entrega: 9 de diciembre de 2019 Profesor: Laura Ensástiga Alfaro Juárez González
Views 4 Downloads 0 File size 270KB
ACTIVIDAD 7. EJERCICIOS Física Fecha de Entrega: 9 de diciembre de 2019 Profesor: Laura Ensástiga Alfaro Juárez González Rocío 25270547
Ejercicio 1. Expansión térmica Una abrazadera circular de acero debe ajustar fuertemente alrededor de un tubo delgado de aluminio. El radio externo del tubo de aluminio es de 2.540 𝑐𝑚 a 20℃. El radio interno de la abrazadera de acero es de 2.495 𝑐𝑚 a 20℃. a) ¿A qué temperatura debe calentarse la abrazadera de acero para que ajuste perfectamente sobre el tubo de aluminio, suponiendo que la temperatura del aluminio permanece constante?
b) ¿A qué temperatura debe enfriarse el tubo de aluminio para que ajuste perfectamente en el interior de la abrazadera de acero, suponiendo que la temperatura del acero permanece constante? SE REALIZAN LAS MISMAS OPERACIONES T = DL a L0 + t0 t = (-0.7) * (2.4) * 10 -5 / °c (20.3) + 20° t = -0.7*2.4*10^-5*20.3+20 T= 19.99965896 °c b) temperatura
1
Ejercicio 2. Equilibrio termodinámico y calor Una pieza de plata de 1.3 𝑘𝑔 es calentada a 650℃ y luego colocada en un recipiente de aluminio de 4.5 𝑘𝑔 que contiene 6.2 𝑘𝑔 de agua que está inicialmente a 20℃. El calor específico de la plata es de 236 𝐽/𝑘𝑔 ∙ 𝐾, el del aluminio 900 𝐽/𝑘𝑔 ∙ 𝐾, y el del agua 3.9 𝑘𝐽/𝑘𝑔 ∙ 𝐾. a)
¿Cuál es la temperatura cuando se alcanza el equilibrio térmico?
Masa
Calor específico
Incremento de temperatura
Ag
1.3 Kg
236 j / Kg * k
650°c - tE
Al
4.5 Kg
900 j / Kg * k
tE - 20
39 j / Kg * k
tE - 20
H2 O 6.2 Kg
= (1.3 * 236) * ( 650 - t E) = (4.5 * 900) * (tE - 20) + (6.2 * 39) * (tE - 20) =199,420 - 306 tE = 4050 - tE - 81,000 + 24.18 tE - 4836 =1.3*236*650 =4.5*900*20 =6.2*39*20
199,420 81,000 4,836
=199,420 + 81,000 + 4836 = 4050 t E + 24.18 tE + 306 tE = 285,256 = 4,380.18 te te = 285,256 / 4380.18 te = 65.1242642996406 a) TEMPERATURA DE EQUILIBRIO 65°
b)
¿Cuánto calor perdió la plata?
b) 650 - 65 = 585°
c)
¿Cuánto calor ganó el aluminio?
c) 65° - 20 = 45° d)
¿Cuánto calor ganó el agua?
d) 65° - 20 = 45°
2
Ejercicios 3. Cambio de fase Se desea fundir una barra de plata de 1.2 𝑘𝑔. La temperatura inicial es de 20℃ y la temperatura final de 1 000℃. La temperatura de fusión es de 961.8℃. El calor específico de la plata es 236 𝐽/𝑘𝑔 ∙ 𝐾, su calor latente de fusión de 105 𝑘𝐽/𝑘𝑔. a)
Determina el calor necesario para elevar la temperatura de la barra de plata desde 20℃ hasta su punto de fusión.
EN EL EQUILIBRIO TÉRMICO SE IGUALAN LAS DOS TEMPERATURAS Plata 1.2 Kg salido a liquido T0 = 20°c Tf = 1,000°c T de fusión = 961.8°c Calor específico de la plata = 236 j/Kg*k Calor lal punto de fusion es de 105 kj /Kg a)
Q = m * Ce * (t2 - t1) Q = (1,200) * (236) * (961.8 - 20) Q = 266,717.76 kj
b) b)
¿Cuánto calor se requiere para fundir la barra de plata?
Q2 = m Lf = 1.2 Kg ( 105 Kj /Kj) =126 Kj
c)
c)
Determina el calor necesario para elevar la temperatura de la plata líquida desde su punto de fusión hasta la temperatura final de 1 000℃.
Q3 m * Ce * (1000 - 961.8) =1,200 Kg (236) * (38.2) =10,818.24 Kj
d) d)
¿Cuánto calor se requirió en todo el proceso?
= Q1 + Q2 + Q3 = 266,717.76 Kj +126 Kj + 10,818.24 277,662.24 Kj Calor Total
3