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• Deborah Araya

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TERMODINÁMICA: TEMPERATURA, CALOR Y PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA.

FÍSICA EN PROCESOS INDUSTRIALES INSTITUTO IACC 06 DE DICIEMBRE DE 2019

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. Temperatura original en celcius 12 ° C K = 12 ° C + 273,15 = 285,15 Temperatura original en kelvin = 285,15 K Temperatura aumentada en celcius 45° C K = 45 ° C + 273,15 = 318,15 Temperatura aumentada en kelvin = 318,15 k b) Determine la presión en la llanta.

La presión de llanta es P final = 33,91 Kpa

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.

La nueva presión de la llanta es de Pf= 39,867 Kpa

2. Entregue 3 ejemplos en los cuales se presente dilatación térmica en metales, justificándolos. Complete la siguiente tabla:

Ejemplo

Justificación

Mercurio

El mercurio al exponerse al calor sube por el termómetro porque se vuelve más líquido

Hierro

En los rieles del tren, se produce la tracción por el aumento de la temperatura y los rieles se expanden. Los marcos de las ventanas se deben pegar con silicona, porque debido a las altas temperaturas tienden a expandirse y necesitar más espacio dentro del marco.

Aluminio

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 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. La longitud inicial de la pieza de acero es 1,5714 metros b) Determine la longitud aproximada de la pieza que el maestro tornero logró soldar. La longitud de dilatación aproximada es de 0,93 mts

Bibliografía Iacc (2019). Física En Procesos Industriales. Termodinámica: Temperatura, Calor Y Primera Ley De La Termodinámica. Semana 5