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Universidad Mayor de San Andrés Facultad De Ingeniería Curso Básico FIS -102

Docente: Dr. Silverio Chávez Aux: Univ. Edson F. Silvestre Ormachea Grupo: D Gestión: I/2014

============================================ ============================== PRACTICA Nro 2 1. En un frasco de vidrio , a temperatura t0=0°C caben m0=100 gr de mercurio. A t1=20°C en ese mismo balón, caben m 1=99.97 gr de mercurio. (En ambos caso hay que considerara la temperatura del mercurio igual a la del balón). Hallar el coeficiente de dilatación lineal del vidrio, teniendo en cuenta que el coeficiente de dilatación del mercurio es de β=18x10-5 1/°C . (R.- β=3x10-5 aproximadamente) 2. El aro circular de alambre de hierro de radio 1m. esta cruzado en su diámetro por un alambre de cobre soldado al aro. Seguirá siendo circular el aro, al calentarlo de 0 a 100°C?. Calcule las nuevas longitudes de los dos alambres .Coef. de dilatación del hierro =12x10 -6 1/°C. Coef. de dilatación del cobre=19x10 -6 1/°C (R.- longitud final del alambre de cobre 2.0038 m) 3. Para poder introducir un rodamiento a un eje, se debe calentar el rodamiento en aceite a cierta temperatura para que se dilate el mismo y así introducirlo con mayor facilidad al eje. Encuentre la temperatura a la cual se debe calentar el aceite para que el diámetro interno del rodamiento se expanda en 5% a su diámetro inicial. Considere el que el material del rodamiento es Acero del cual su coef. de dilatación térmica es de 11x10-6 1/°C, además la temperatura ambiente es de 15°C. ( T=90°C) 4. Una esfera de cobre, con un radio de 2000 cm se coloca un agujero de 1990 cm de radio, perforando una placa de aluminio que esta a 20°C . A que temperatura común pasara la esfera a través del agujero . Considere: αAl=24x10-5 1/°C αcu=17x10-5 1/°C (R.- T=92.67 °C) 5. Los extremos de un cilindro hueco se encuentran a las temperaturas "T" y "2T". Halle el flujo de calor a través del cilindro, si el coeficiente de conductividad es "K". Suponga flujo axial (ver figura).

6. Una barra de dos metros de longitud está formada por un núcleo de macizo de acero de 1 cm de diámetro, rodeado de una envoltura de cobre, cuyo diámetro exterior es de 2cm. La superficie exterior de la barra está aislada térmicamente. Uno de sus extremos se mantiene a 100°C y el otro a 0 °C. Calcular: a) la corriente calorífica total de la barra b) Las fracciones de corriente calorífica transportadas por cada material. Considere Kac=0.12 cal/seg cm °C y Kcu=0.92cal/seg cm °C. 7. Hallar el flujo de calor radial para: a) Para un cilindro de radio y temperatura interior "r1" y "T1"y de radio y temperatura exterior "r2" y "T2". b) Para una esfera de radio y temperatura interior "r1" y "T1"y de radio y temperatura exterior "r2" y "T2". c) A partir de las ecuaciones encontradas en los incisos a) y b). Encuentre las expresiones para calcular resistencia equivalente térmica en un cilindro y en una esfera. 8. Un iglú es una semiesfera hueca de hielo (k=1.67 W/m °C) cuyo radio medio es de 3.5 m. Calcule el espesor de sus paredes, si las temperas interior y exterior son de 10 y -20°C respectivamente, produciendo calor con una estufa a razón de 10 kW. No considere perdidas. Trate la superficie del iglú como una pared plana 9. Un recipiente esférico de vidrio de 20 cm de diámetro externo y espesor de 1cm se llena de 2kg de hielo a 0 °C y se introduce en agua hirviendo. Calcular el tiempo que tarda en fundirse el hielo. Coeficiente de conductividad del vidrio k= 0.84 W/m °C 10.En un recipiente aislado térmicamente hay 10 kg de hielo enfriada a -10°C. se inyecta en el recinto 2500 gr de vapor de agua a 100 °C . Calcule: a) La temperatura y composición de la mezcla una vez alcanzado el equilibrio térmico. b) La cantidad de energía que podría obtenerse de este sistema si, se le enfriara a 0°C. 11.En cuanto tiempo se incrementa el espesor de una capa de hielo de 1 cm a 2 cm, en un estanque de agua? si, las temperaturas en las superficies superior e inferior son de -20°C y 0°C respectivamente. Datos del hielo: Densidad=0.92gr/cm³; calor latente especifico=80 cal/gr; conductividad térmica=0.004 cal/cm seg. °C. 12.Un gas perfecto diatónico, efectúa un ciclo directo formado por una adiabática, una isobara y una isocora. Hallar el rendimiento del ciclo, si en el proceso adiabático, el volumen del gas aumenta 10 veces.

13.Si el calor suministrado en un ciclo, a un mol de gas monoatómico es p0V0 a) Encuentre el rendimiento del ciclo, b) halle el cambio de energía interna entre los estados 1 y 2

14.Un recipiente rígido contiene un fluido caliente que se enfría mientras es agitado por una rueda de paletas. Al inicio, la energía interna del fluido es de 800 kJ de calor, pero durante el proceso de enfriamiento pierde 500 kJ. Por su parte, la rueda produce 100 kJ de trabajo sobre el fluido. Determine la energía interna final del fluido e ignore la energía almacenada en la rueda de paletas. 15.Una maquina térmica opera en un ciclo de carnot entre 80°C y 350°C, absorbe 2x104 J de calor de la fuente por ciclo. Cuanto calor libera en cada ciclo?. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Nota:  La práctica deberá ser entregada sin caratula pero con un encabezado en la primera hoja de la misma. El formato es el siguiente

NUMERO DE PRACTICA

Apellidos y Nombres: Docente: Auxiliar: Materia: Fecha de Entrega:

INICIAL DEL APELLIDO PATERNO

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Entregar la práctica en hojas tamaño carta y solo usando un lado de las hojas, con fines de una mayor facilidad cuando se califica la misma La buena presentación de la practica será tomado en cuenta De acuerdo al calendario académico del curso básico para este semestre, los exámenes están programados para la semana del 5 de mayo; por tanto la presente practica tendrá que ser entregada impostergablemente hasta el sábado 3 de mayo del presente año a 10:00 am en el cuarto piso de nuestra facultad de Ingeniería, a mi persona que estará en el citado lugar desde las 9:30 am, en caso de querer comunicarse conmigo me pueden llamar al 69770500 ó 73049484. Ya habiendo recogido sus prácticas yo dejare el solucionario de la misma en la fotocopiadora del 4to piso. NRO DE EJERCICIOS PARA RESOLVER Quienes tengan menor a 3 asistencias tendrán que resolver los 15 ejercicios Quienes tengan mayor o igual a 3 asistencia es decir 3, 4 o 5 asistencias solo deberán hacer 10 ejercicios. OJO !!!!!!!!!!! SOLO SE PUEDE SUSTITUIR UN EJERCICIO DE LA PRACTICA EN CASO DE NO PODER RESOLVER ALGUNO DE LA MISMA, SI ES MAS DE UNO, LOS EJERCICIOS SUSTITUIDOS EN TAL CASO NO SERAN TOMADOS EN CUENTA.