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Practica Termometría y dilatación

Poderoso 1: Si la temperatura en el polo norte, cierto día, es de –35ºC y en el mismo instante en Lima es de 18ºC, ¿Qué diferencia habrá en grados Kelvin? a) 40 b) 17 c) 27 d) 53 e) 63 Poderoso 2: La temperatura de un cuerpo disminuye en 54ºF y a continuación aumenta en 60ºC. Si la temperatura final del cuerpo fue 300ºK, ¿Cuál fue su temperatura inicial en ºC? a) –9 b) –1 c) –3 d) –5 e) –7

Cuál es la temperatura en C a la que se debe graduar un horno, tal que se cumpla la siguiente relación:

11C = K - 73 + 5F a) 120

b) 180

d) 420

e) 40

c) 360

Poderoso 3: Un termómetro está graduado en la escala Celsius y otro en grados ºX, tal que guardan la relación de la figura. ¿A qué temperatura ambos termómetros marcarán la misma330ºX temperatura? 100ºC

30ºX

A) –15º

0ºC

B) 15º C) 18º D) –18º

E) 60º

Poderoso 4: Hallar el valor del cero absoluto en grados N, sabiendo que 100°F equivalen a -10°N. Además por una variación de 2°N se aprecia una variación de 10°F. A) -66 B) -122 C) 345 D) 200 E) -46 Poderoso 5: Se ha constituido una escala absoluta A donde el agua se solidifica a la temperatura de 546°A. Cuál es la temperatura en Celsius cuando en esta escala la marca sea de 600 °A? A) 91 B) 36 C) 20 D) 13 E) 27 Poderoso 6: Se tiene un termómetro mal calibrado que señala +1° a la temperatura de congelación del agua y 99° a la temperatura de ebullición del agua con el termómetro mal calibrado se mide la temperatura de cierta sustancia dando como lectura 25°. Cuál es la verdadera temperatura en °C de la sustancia? A) 24.49 B) 25 C) 25.5 D) 24 E) 14.5 Poderoso 7: Se ha constituido una escala absoluta A donde el agua se solidifica a la temperatura de 210°A. Cuál es la temperatura en Kelvin cuando en esta escala la marca sea de 280 °A? A) 91 B) 364 C) 200 D) 137 E) 672 Poderoso 8: Un termómetro posee dos escalas Celsius y Fahrenheit, 60°F ocupan una

longitud de 15cm. Calcular la longitud ocupada por 80°C. A) 40cm B) 38cm C) 36cm D) 34cm E) 30cm Poderoso 9: Un termómetro con escala arbitraria tiene como punto de fusión del hielo –40º y como punto de ebullición del agua 160º. Cuando en este termómetro se lee 20º, ¿Cuánto vale dicha temperatura en la escala centígrada? a) 10º b) 20º c) 30º d) 40º e) 50º Poderoso 10: Si definimos una nueva escala termométrica N, en la cual el punto de ebullición del agua es 500ºN y el punto de fusión del hielo es 100ºN, la relación entre esta nueva escala N y la Celsius es: a) N = 3C + 100 b) N = 400C + 100 c) N = 4C + 100 d) N = C + 400 e) N = 5C + 100 Poderoso 11: La longitud de una columna de mercurio de un termómetro es de 4cm cuando el termómetro se sumerge en agua con hielo y de 24 cm cuando el termómetro se sumerge cuando el termómetro se sumerge en vapor de agua hirviendo a condiciones normales. ¿Qué longitud tendrá en una habitación a 22ºC? a) 8,4cm b) 7,4cm c) 6,4cm d) 5,4cm e) 4,4cm Poderoso 12: Un termómetro posee dos escalas: ºC y ºF. Si 80ºF miden 20cm, ¿Cuánto medirá la longitud que ocupa 25ºC? a) 11,25cm b) 10cm c) 20cm d) 45cm e) 22,5cm Poderoso 13: El grafico muestra la relación entre una escala A y la escala Celsius, a que temperatura la escala arbitraria “A” marcara la mitad de la escala ºA celsius.

40 ºC -10

120

A) 12ºC B) 28ºC C) -32ºC D) 16ºC E) 32ºC Poderoso 14: Al graficar la dependencia entre las escalas Celsius (C), Fahrenheit (F) y Kelvin (K) es incorrecto:

C

I) K

F

II) C

K

III) F

a) I b)ºX II c) III d) I y II e) II y III Poderoso 80 15: El siguiente diagrama corresponde a las medidas de la temperatura en la escala X, respecto a la escala Celsius. Hallar la temperatura a la que

45 –10

ºC

hierve el agua en ºX a presión normal.

a) 100 b) 900 c) 180 d) 110 e) 190 Poderoso 16: Determinar la temperatura de un cuerpo en ºC, sabiendo que el termómetro en la escala Fahrenheit indica 64 unidades más que un termómetro de escala centígrada. a) 40ºC b) 32ºC c) 15ºC d) –15ºC e) –22ºC Poderoso 17: Calcular el cambio de temperatura en ºF equivalente a un cambio de temperatura de 30ºC. a) 54º b) 35º c) 24º d) 50º e) 65º Poderoso 18: Se ha construido una escala absoluta (A) donde el agua se solidifica a la temperatura de 210ºA. ¿Cuál es la temperatura en ºC cuando en esta escala marca 280ºA? a) 81ºC b) 40ºC c) 95ºC d) 91ºC e) 51ºC DILATACION

1. Si la temperatura de un cuerpo aumenta, entonces podemos afirmar que: a) El volumen del cuerpo disminuye. b) La masa del cuerpo aumenta. c) La densidad del cuerpo no se altera. d) La densidad del cuerpo aumenta. e) La densidad del cuerpo disminuye. 2. Las dos placas que se muestran en la figura, al disminuir su temperatura juntan sus bordes, entonces se puede afirmar:

a) La placa B tiene mayor espesor b) La placa A tiene mayor espesor c) La placa B tiene mayor coeficiente de dilatación.

d) La placa A tiene mayor coeficiente de dilatación e) Según Aurelio esto nunca sucede 1. Un tubo metálico tiene una longitud de 1m a 20ºC, se hace pasar a través del vapor de agua a 95ºC y se observa que se alarga 1,003m ¿Cuál es el coeficiente de dilatación lineal del metal? a) 3.10-5 ºC-1 b) 2.10-5 ºC-1 -5 -1 c) 1.10 ºC d) 4.10-4 ºC-1 -5 -1 e) 4.10 ºC 2. ¿Qué diámetro presenta a 800ºC una esfera de latón de 5cm de diámetro a 0ºC? = 2.10-5 ºC-1 a) 5,80 cm b) 4,080 cm c) 5,080 cm d) 5,01 cm e) 5,085 cm 3. Un riel de acero de ferrocarril tiene 20m de largo en invierno, a una temperatura de –10ºC. Su longitud en un día de verano a la temperatura T es 20,0084 m. Si el coeficiente de dilatación lineal del acero es 12.10 -6 ºC-1 . Hallar el valor de T. a) c) e)

21ºC 23ºC 25ºC

b) d)

22ºC 24ºC

4. Un disco de acero tiene un radio de 20 cm a 10ºC. Calcular su área a 85ºC. Coef. De dilatación lineal del acero = 10.10-6 ºC-1 2 2 a) 1358,89 cm b) 1258,29 cm c) 1250,89 cm2 d) 1248,89 cm2 2 e) 1258,89 cm 5. Una placa de acero tiene huecos de 1 cm 2 a 20ºC y se quieren introducir clavijas de área transversal 1,012 cm2 ¿A que temperatura debe calentarse la placa? a) 620ºC b) 520ºC c) 420ºC d) 20ºC e) 602ºC 3. Se muestra una barra AB de 8m y una cuerda BC de 9,988m. Determinar la variación de temperatura con la finalidad de que el ángulo θ disminuya a 0°; asumiendo que la barra y la pared tienen una deformación despreciable. α cuerda= 12x10-6.°C-1

a) 100,1 d) 37,8

b) 123,1 e) 200

c) 98,9

2. Se tiene una lámina de coeficientes de dilatación superficial 2,02.10 -4 ºC-1, al cual se le ha sustraído un círculo de 1 cm. de radio. Se pretende hacer pasar por el orificio una esfera de radio 1,02 cm. ¿En cuánto se debe incrementar la temperatura de la lámina metálica tal que la esfera pueda pasar por el orificio? a) 120 ºC b) 70 ºC c) 50 ºC d) 110 ºC e) 200 ºC 3. Dos placas metálicas de 40 y 50 cm2 del mismo material (α = 1,2 x 10-6ºC-1) se les eleva la temperatura en 60 ºC ¿Determinar la relación entre las dos áreas finales? a) 1,6 b) 0,8 c) 0,9 d) 1,0 e) 0,5 4. Un líquido presenta un volumen de 1000cm3 cuando su temperatura es de 0ºC. ¿Qué volumen tendrá, en cm 3 cuando su temperatura sea 200ºC?

( g = 10

-5

º C -1 )

a) 1012 b) 1014 c) 1020 d) 1002 e) 1022 5. La densidad de cierta sustancia es de 28g/cm 3 a 0ºC. ¿Cuál será su densidad, en g/cm3?, cuando la temperatura sea de 100ºC, si  = 9 � 10-2 º K -1 a) 5 b) 14 c) 28 d) 3 e) 1 6. El grafico muestra la longitud en función de la temperatura de una barra. Hallar el coeficiente de dilatación lineal de la barra. L(m) a) 0,03ºC-1 b) 0,04ºC-1 37� 25 c) 0,25ºC-1 d) 0,001ºC-1 T(� C) e) 3,01ºC-1 7. La temperatura en el local de la “Galileo” esta mañana a las 7a.m fue de 5°C y al mediodía 15°C. ¿En qué porcentaje habrá aumentado la altura de la puerta de ingreso de la “Galileo” en ese tiempo, si su coeficiente de dilatación lineal es 2  10 -4 ( F ) -1 a) 0,18% |b) 0,72% c) 0,17% d) 0,34% e) 0,36% 8. Una placa rectangular aumenta su área en un 2%. Establecer la variación de su temperatura en grados Kelvin, si su coeficiente de dilatación superficial es:  = 4  10 -4 ( C ) -1 a) 323 b) 223 c) 100 d) 50 e) 373 9. Una varilla metálica de 2 m de longitud se calienta en 100°C, se dilata en 1 mm. Calcular el coeficiente de dilatación lineal  del metal. A) =5X10-6 °C-1 B) =4X10-6 °C-1 C) =3X10-6 °C-1 D) =2X10-6 °C-1

E) =9X10-6 °C-1 10. ¿ En cuántos cm2 aumenta el área de un disco de plomo de 50cm de radio a 0ºC cuando la temperatura pasa a 100ºC, sabiendo que el coeficiente de dilatación lineal del plomo es 3 � 10-5 º C -1 ? a) 23,2 p b) 15 p c) 30 p d) 1,5 e) 15 11. Un cubo de latón de 10 cm de arista se dilata 6 cm3. Calcular el aumento de temperatura en grados Fahrenheit (La=2X10-5°C-1) A) 180ºF B) 360ºF C) 540ºF D) 200ºF E) 100ºF 12. Una plancha de aluminio, con coeficiente de dilatación lineal igual a 23x10–6ºC–1 cuya superficie a 10ºC era 100mm 2 , al elevar la temperatura sufrió un aumento de 0,46mm2. La temperatura alcanzada, es: a) 110ºC b) 100ºC c) 120ºC d) 90ºC e) 80ºC 13. En el diagrama se muestra la variación de la longitud en función de la temperatura de una varilla metálica de longitud 100m cuyo coeficiente de dilatación lineal es:  =

a) 1 14.

b) ¾ -5

3  10 - 2 C -1 . Hallar la pendiente de la recta. 4

c) 4/3 d) ½ e) 7/24 Se tiene dos varillas cuyos coeficientes de dilatación son:

 A = 1,2 �10 ºC

-1

y  B = 1,8 �10-5 ºC -1 , si se calientan las dos varillas y e observa que

sus longitudes varían de acuerdo a la grafica mostrada. Determine la relación: A) 9/8 B) 8/9 C) 3/4

L oA

L oB

L(cm) L oA L oB

D) 4/3

37º 53º T(ºC)

E) N.A.(Ninachi Ayudame)

15. Se tienen las varillas A y B que a temperatura ambiente tiene longitudes en relación 1 es a 2, pero cuando se les calienta hasta la misma

temperatura, A se dilata el doble que B. calcule el coeficiente lineal de A si el de B es

6 �10-6

ºC

.

a) 36 b) 24 c) 18 d) 12 e) 15 16. Para que las barras A y B de la figura puedan juntarse es necesario incrementar la temperatura a 100 ºK. Dichas barras están empotradas a las paredes que son impermeables al calor, cuyos coeficientes de dilatación lineal son:

 A = 15 �10-6 ( º K ) -1  B = 1�10-5 ( º K ) -1

Determinar la distancia inicial X A

60 cm

A) 13 �10-4 metros C) 14 �10-4 metros

X

B

30 cm

B) 12�10-4 metros D) 15 �10-4 metros

E) 11�10-4 metros 17. En la figura las barras A y B están empotradas a paredes impermeables al calor; para que sus extremos se junten, la temperatura debe -1 -1 incrementarse en: (  A = 3  10 -4 ( C ) ;  B = 2  10 -4 ( C ) )

a) 80°C d) 90°C

b) 60°C e) 70°C

c) 100°C

18. Un recipiente de vidrio de 1000cm³ de volumen esta lleno de Hg a 20ºC, ¿Cuántos cm³ se derramaran cuando la temperatura suba a 50ºC? αvidrio= 4x10-6°Cֿ¹ ; γHg= 1,82x10-4ºCֿ¹. a) 5,1cm³ b) 2,5cm³ c) 15cm³ d) 50cm³ e) 25cm³ 19. Una vasija de vidrio cuyo volumen es exactamente 1000cm³ se llena por completo de Hg. a 0ºC; cuando se calienta la vasija y el Hg. hasta 100ºC -6 se derraman 15,8cm³ deHg; γHg = 182  10 .Calcular el coeficiente de dilatación lineal del vidrio. a) 2,4x10ֿ5 b) 0,8x10-4 c) 24x10ֿ5 d) 8x10ֿ6 e) 0,3x10ֿ5 20. Se tiene un vaso de vidrio lleno hasta sus ¾ partes con cierto liquido a 26ºC. Determine la máxima temperatura a la cual se puede calentar el conjunto para que el líquido no se derrame. γvidrio= 5x10ֿ5 ºCֿ¹ ; γliq= 4x10ֿ4 ºCֿ¹. a) 1026ºC b) 1126ºC c) 1140ºC d) 1000ºC e) 1121ºC 21. ¿Qué volumen de Hg habrá que introducir en una vasija de vidrio de 360cm3 a 0ºC, para que al calentar al conjunto no cambie la capacidad de la parte vacía del recipiente. Considere

( vidrio = 6 �10-6 º C-1 y g Hg = 180 �10-6 º C-1 )

a) 18cm3 b) 25cm3 c) 80cm3 3 3 d) 36cm e) 120cm 22. Calcular la suma de las longitudes iniciales de una barra de Fe y de La para que tengan una diferencia constante de 5cm, para cualquier temperatura. Los coeficientes de dilatación lineal son: 12x10ֿ6ºCֿ¹ y 18x10ֿ6°C-1 respectivamente. a) 30cm b) 25cm c) 32cm d) 40cm e) 35cm 23. ¿Cuál es la variación de la altura de una puerta de latón si esta sufre una variación en su temperatura de 20°C?. Considerar que el coeficiente de dilatación volumétrica del latón es 3,6  10 -6 K -1 . Se sabe que inicialmente la puerta tenía un área de 2m2 siendo su ancho 1m. a) 4,6  10 -5 m b) 4,8  10 -5 m c) 4,5  10 -5 m d) 4,9  10 -5 m

e) 5  10 -5 m

24. Una varilla metálica de 50cm de longitud es sometida a un cambio de Tº de 100ºC dilatándose 0,075cm; una segunda varilla de igual longitud es sometida a igual cambio de Tº, dilatándose 0,125cm. Se toma una porción de cada una de estas varillas y se forma una tercera de 30cm que sometida a un cambio de Tº de 100ºC se dilata 0,065cm. ¿Qué segmento se tomo de cada varilla para formar la tercera? a) 10 y 20cm b) 25 y 5cm c) 18 y 12cm d) 15 y 15cm e) 14 y 16cm 25. Una varilla de cobre de 3m de longitud sujeta por un extremo y apoyada sobre rodillos de 1cm de diámetro se calienta por acción de la corriente desde 20°C hasta 220°C, lo cual hace girar los rodillos. ¿Cuánto gira el último rodillo -1 contado a partir del extremo fijo?  Cu = 17  10 -6 ( C ) a) 105° b) 117° c) 102° d) 98° e) 200° 26. Una varilla de metal (  = 15  10 -6 ( C ) -1 ) de 20m de longitud sobre un rodillo de 4cm de radio se calienta desde 20°C hasta 220°C, locuaz hace que el rodillo ruede sin resbalar. Determinar que ángulo giró el rodillo.

a) 1,2rad d) 2rad

b) 1,5rad c) 1,8rad e) 2,3rad

27. Un termómetro de mercurio, que consiste de un bulbo y un tubo muy delgado, contiene 1cm3 de mercurio (Hg). Si se desea que un cambio de temperatura de 5°C del mercurio modifique la altura de la columna en 10mm, ¿Cuál sería el diámetro interior, en mm del tubo? a) 0,34 d) 0,94

b) 0,54 e) 1,04

(

Hg

= 60  10 -6 C -1 )

c) 0,74

28. En la figura se muestra la grafica de la longitud versus la temperatura de dos barras “A” y “B”. Si una de ellas tiene el doble coeficiente de dilatación que la otra, determine la longitud de la varilla “B” a 200ºC (en m). L(m) LA 10,1 LB

10

T(ºC) 50

100

a) 10,02 d) 11,2

b) 10,4 e) 10,2

29.

c) 10,6

Un líquido de densidad

r0 y coeficiente de dilatación

volumétrica g = 1, 2 � 10 º C , es calentado incrementando su temperatura en 100ºC. Determine en que porcentaje cambia su densidad. a) Aumenta en 0,2% b) Aumenta en 0,02% c) Disminuye en 0,12% d) Disminuye en 0,02% e) Disminuye en 0,002% -5

-1

30. La gráfica muestra la longitud de dos varillas en función de la variación de la temperatura. Si sus longitudes iniciales están en la relación 3 es a 2, y sus coeficientes de dilatación son: 1 = 1,2x10-6 °C-1 y 2 = 1,8x10-6 °C-1, hallar la relación: “sen  / sen ”

A)

2 /2

B) 1/2

L L1

(1) 0

(2)

C) 1/4

L2

D) 1 E)



3 /2

0

T(°C)