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Área de Ciencias Naturales FISICA III (Nivel III) Densidad, Peso Específico, Gravedad Especifica 1. Una muestra de tetracloruro de carbono, un líquido que solía usarse para lavado en seco, tiene una masa de 39.75g y volumen de 25.0 mL. Calcule su densidad. 2. La densidad del platino es de 23.4 g/cm3. Calcule la masa y el peso específico de 75.0 cm3 de platino. 3. La densidad del bromo liquido es de 3.12 g/ml. Calcule la masa de 0.250 L de este producto. ¿Cuál es la Gravedad Especifica del Bromo? 4. Un trozo cubico de un metal mide 5cm por lado. Si el metal es níquel, ¿Qué masa tiene el cubo? 5. Calcular el peso específico del oro cuya densidad es de 19,300 kg/m3 6. El oro puede martillarse hasta formar laminas extremadamente delgadas llamadas pan de oro. Si un trozo de 1.00g de oro se martillea hasta formar una lámina que mide 8.0 x 5.0 pies, calcule el espesor medio de la lámina en metros. ¿Cómo podría expresarse el espesor sin notación científica, empleando un prefijo métrico apropiado? PRESIÓN y PASCAL 7. La presión manométrica de un neumático de un automóvil es de 28lb/in2. Si la rueda soporta 1000lb, ¿cuál es el área del neumático que está en contacto con el piso? 8. Se está diseñando una campana de buceo que resista la presión del mar a 250 m de profundidad. ¿Cuánto vale la presión a esa profundidad? 9. ¿Qué presión barométrica (en Pa y atm) debe producir una bomba para subir agua del fondo del Gran cañón (elevación 730m) a Indian Gardens (elevación 1370m)? 10. Un embolo ejerce una fuerza de 20kg sobre una muestra de gas en un cilindro de 8cm de diámetro. ¿Cuál es la presión manométrica del gas? ¿Cuál es la presión absoluta? 11. Tres líquidos que no se mezclan, se vacían en un recipiente cilíndrico, las cantidades y las densidades de los líquidos son: 0.50L, 2.6 g/cm3; 0.25L, 1.0 g/cm3; y 0.40L a 0.80g/cm3. ¿Cuál es la fuerza total que actúa sobre el fondo del recipiente? [F=(gh)A] 12. Un submarino se sumerge a una profundidad de 120ft y se nivela. El interior del mismo se mantiene a la presión atmosférica. ¿Cuál es la fuerza que se ejerce sobre una escotilla de 2ft de ancho y 3 de largo? 13. Un corto deja sin electricidad a un submarino que esta 30m bajo la superficie del mar. Para escapar, la tripulacion debe empujar hacia afuera una escotilla en el fondo que tiene un area de 0.75m2 y pesa 300N. si la presion interior, es de 1.0 atm. ¿Qué fuerza hacia abajo se debe ejercer sobre la escotilla para abrirla? [F=(gh)A ̶ w] ARQUIMIDES 14. Un submarino pesa 800 ton ¿Cuánta agua debe desplazarse para que la nave este en equilibrio sumergido a alguna profundidad? 15. Un pistón pequeño con la sección recta de área a se usa en una prensa hidráulica, comprimiendo para que ejerza una fuerza pequeña f sobre el líquido confinado. Por medio de un tubo se conecta con un pistón más grande que tiene la sección recta A (ver figura) (a) que fuerza soportara el pistón másgrande? (b) si el pistón pequeño tiene un diámetro de 1.5 in y el grande otro de 21 in. ¿Qué peso en el pistón pequeño soportara 2.0 ton en el pistón grande?

16. Una sonda climatológica opera a una altitud en donde el aire tiene una densidad igual a 0.9 kg/m3. A esta altura la sonda tiene un volumen de 20m3 y se llena con hidrogeno (H = 0.09kg/m3). Si la bolsa de la sonda pesa 118N, ¿Qué carga puede soportar a este nivel? 17. ¿Qué porcentaje de un tempano permanecerá por debajo del nivel del agua de mar? 18. Un globo de 40m de diámetro está lleno con helio. ¿qué masa total puede levantar el globo en un aire de densidad 0.9kg/m3? Dilatación o Expansión Térmica 19. Una barra de cobre mide 8 m a 15 °C. Hallar la variación que experimenta su longitud al calentarla hasta 35 °C. El coeficiente de dilatación térmica del cobre vale 17x10-6 /°C. 20. Una placa de aluminio tiene un agujero circular de 10.0cm2 de área a 0°C. ¿Cuál será el área del orificio si se calienta la placa hasta 100°C? (A=r2) 21. Las secciones de concreto de cierta autopista para tener una longitud de 25 m. Las secciones se vacían y fraguan a 10 °C. ¿Qué espaciamiento mínimo debe dejar el ingeniero entre las secciones para eliminar el pandeo si el concreto va a alcanzar una temperatura de 50 °C? 22. ¿Cuál es el incremento en el volumen de 16.0L de alcohol etílico cuando se caliente de 20 a 50°C? 23. El coeficiente de expansión volumétrico del Tetracloruro de Carbono (CCl4) es 5.81x10-4/°C. Si un recipiente de acero de 50 galones se llena completamente con Tetracloruro de Carbono cuando la temperatura es de 10 °C, ¿cuánto se derramará cuando la temperatura ascienda a 30°C? 24. Si 200cm3 de benceno llenan exactamente una copa de aluminio a 40°C. y si el sistema se enfría a 18°C ¿Cuánto benceno (a 18°C) tiene que añadirse para que su volumen llene la copa? Calor 25. Una persona golpea varias veces con un martillo un bloque de Pb, se halla que la temperatura del cuerpo se eleva considerablemente. ¿Aumento la energía interna del bloque de Pb? ¿Hubo alguna transferencia de calor hacia el Pb? suponiendo que el trabajo realizado en el bloque fue de 836 J, ¿cuál es la cantidad de calor en calorías? 26. Si 2.00x102 gramos de agua a 80°C, se mezclan 2.00x102 gramos de agua a 10°C. Suponga que no hay perdida de calor, ¿Cuál es la temperatura final de la mezcla? Calor especifico 27. Un bloque de plomo de 38Kg se calienta desde -26°C hasta 180°C, ¿Cuánta calor absorbe durante el calentamiento? 28. ¿Qué cantidad de calor es absorbida por 60.0g de cobre cuando se calienta desde 68.0 °C hasta 176.0°F? 29. Un bloque de cobre, de masa 200g, es calentado de 303K a 80°C, ¿Qué cantidad de calor se suministra al bloque?; Si a este cuerpo se le proporcionan 186 cal, ¿en cuánto se elevara su temperatura? Capacidad Térmica 30. Un bloque metálico se encuentra inicialmente a una temperatura de 20°C, al recibir una cantidad de calor Q=330cal, su temperatura se eleva a 50°C. ¿Cuál es el valor de la capacidad térmica del bloque? 31. Calcule la Capacidad Térmica de un material que se le aplican 1.25x104 J y hace que su temperatura se eleve de 25°C a 65°C, en un tiempo de 1.50 min. 32. Considere 1Kg de agua y 1Kg de mercurio, consultando la tabla de Ce, responda: La capacidad térmica de esta masa de agua, ¿es menor o igual que la del Hg? Al suministrar a ambos la misma cantidad de calor, ¿cuál sufrirá un mayor aumento de temperatura? Si el agua y el Hg se encuentran, inicialmente, ambos a la temperatura de 60°C, ¿Cuál será mejor para calentar los pies de una persona en un día frio? Calor Latente 33. ¿Cuánto calor se necesita para fundir completamente 20g de plata a su temperatura de fusión? 34. ¿Qué cantidad de calor se necesita para convertir 2Kg de hielo a -25°C en vapor a 100°C?

35. ¿Qué cantidad de calor debe absorber 1.00x102g de hielo a -20.0°C para transformarse en agua a 0°C? Trabajo y Calor 36. En determinado proceso, un sistema absorbe 400cal de calor y al mismo tiempo realizan un trabajo de 80 J sobre sus alrededores. ¿Cuál es el incremento en la energía interna del sistema? 37. Cuando la gasolina se quema en un motor, el calor liberado provoca la expansión de los productos CO2 y H2O, que empuja los pistones hacia fuera. El exceso de calor es removido por el sistema de enfriamiento del auto y los gases expandidos realizan un trabajo de 451J sobre los pistones y el sistema pierde 325J hacia los alrededores en forma de calor. Calcule el cambio total de energía en J, KJ, Kcal. Termodinámica 38. Presa de la gripe, un hombre de 80kg tuvo 2.0°C de fiebre. Suponga que el cuerpo humano es en su mayoría parte agua. ¿Cuánto calor se requiere para elevar su temperatura a esa cantidad? 39. Una bandeja para hacer hielo con masa despreciable, y 0.350 kg de agua a 18.0°C. ¿Cuánto calor debe extraerse para enfriar el agua a 0°C y congelarla? 40. Una tetera de aluminio de 1.50kg que contiene 1.80kg de agua se pone en la estufa. Si no se pierde calor, ¿cuánto calor debe agregarse para elevar la temperatura de 20.0°C a 85.0°?