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Termodinámica: temperatura, calor y primera ley de la termodinámica Jorge Andrés Castillo Cortez FÍSICA EN PROCESOS INDUSTRIALES Instituto IACC Ponga la fecha aquí

Desarrollo 1. Una llanta de un automóvil se infla con aire originalmente a 12ºC y a presión atmosférica normal. Durante el proceso, el aire se comprime a 30% de su volumen original y la temperatura aumenta a 45ºC. a) Calcule en escala Kelvin las temperaturas entregadas en este caso. b) Determine la presión en la llanta. c) Después de un momento, el automóvil se pone en marcha a gran velocidad. Conforme a lo anterior, la temperatura del aire en la llanta aumenta a 90ºC y el volumen interior de la llanta aumenta en un 3%. Determine cuál es la nueva presión en la llanta.

El valor de presión es de P2=113.05 KPA P3=125.28 KPA

a) T1: 12°c+273°k=285°k P1: 1 atm: 101.325 kpa V1: 030

T2:45°c+273°k=318°k P2:? V2:0.30

b) P*v=n*r*t =p*v/r*t P1*V1/T1=P2*V2/T2 P2=P1*V1*T2/V2*T1 P2=101.325 kpa*v*318°k/0.30*v*285°k P2=113.05kpa

c) T2=45°C+273°K=318°K P2=113.05Kpa V2= T3=90°C+273°K=363°K P3= V3=1.03V2 P3=P2*V2*T3/V3*T2 P3=113.05Kpa*V2*363°K/1.03V2*318°K P3=1425.28 Kpa

2. Entregue3 ejemplos en los cuales se presente dilatación térmica en metales, justificándolos. Complete la siguiente tabla:

Ejemplo Ejemplo1: las vías del tren

Justificación Las vías del tren siempre se deja un espacio y esto es para la dilatación térmica producida por las grandes temperaturas y si fuesen unidas de forma continua sufrirían constantes esfuerzos internos de tracción y contracción Tracción con el aumento de la temperatura y contracción por las bajas temperaturas

Ejemplo 2: unión de placas de acero en caliente remachadas

Ejemplo 3: el termostato de una plancha de bronce

La resistencia en caliente viene de la contracción térmica al enfriarse el remache que aprieta la unión solapada generando tensiones de compresión que hace que se genere fricción entre las pieza unidas y que el sistema no se mueva Cuando el dispositivo funcional se calienta aumenta el volumen del material dilatable y así mueve el pistón. Cuando la temperatura se reduce, se reduce también el volumen y un muelle empuja al pistón de vuelta a la posición inicial.

3. En un taller de tornería se está fabricando el eje trasero de un carro de arrastre. Por efectos de aprovechar todo el material disponible, el tornero decide soldar una pieza de acero para llegar al largo requerido que es de 2,5[m], todo esto a temperatura ambiente (23ºC). La

soldadura permite obtener las dimensiones deseadas, pero provoca que la temperatura de la TAREA SEMANA 5FÍSICA EN PROCESOS INDUSTRIALES pieza aumente su temperatura inicial en 8 veces, por lo que su enfriamiento rápido es inminente para obtener un buen forjado de la aleación, por lo tanto la pieza se sumerge en un recipiente de cal. a) Determine la longitud inicial de la pieza de acero. b) Determine la longitud aproximada de la pieza que el maestro tornero logró soldar.

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