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• Julio Cesar Puitiza

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TRABAJO DE CAMPO 4 FÍSICA 2

INTEGRANTES:  LALUPU MARCELO MARIA ALEJANDRA  PUITIZA FLORINDEZ JULIO CESAR  RAMIREZ RODRIGUEZ JHON ALEXANDER

DOCENTE: 

ZAIT BECKER AYALA CAPRA

1. En un experimento de Joule una masa de 6,00 kg cae de una altura de 50,0 m y hace girar una ruega de paletas que agita 0,6 kg de agua. El agua esta inicialmente a la temperatura de 15°C. ¿Cuánto se eleva su temperatura?

Datos:

m=6.0 kg h=50 m m agua=0.600 kg T 1=15 ℃ C agua=1 ∆T=

Kcal Joule =4186 ∆ T =? Kg℃ Kg ℃

mgh m agua . Cagua

∆T=

∆ T =1.17 ℃

6.0 kg x 9.8 m/seg 2 x 50 m =1.17 ℃ 0.600 kg x 4186 Joule /kg ℃

2. Cuando se lleva un sistema de estado i al estado f siguiendo la trayectoria iaf se encuentra que Q=50 cal. y W =20 cal . Siguiendo el recorrido ibf, Q=36 cal. a) ¿Cuánto vale W según el recorrido ibf? b) Si w=-13 cal. Para el recorrido curvo de regreso fi. ¿Cuánto vale para ese recorrido? c) Tómese Uf=10 cal. ¿Cuánto vale Uf?

i. a . f =Q−50 cal w=20 cal i. b . f =Q 36 cal a) W en ibf  W ibf =?

∆ V =Q+W →V f −V i =Qibf +W ibf V f −V i=Qibf +W ibf =50+ 20=70 J .

→ W ibf =V f −V i−Qibf =70−36 W ibf =34 J .

b) W =−13  Q fi =?

V i−V f −W fi =70−34 Qfi =36 J .

c) V f =10 cal  V f =?

V f −V i=70 J V f =70+V i V f =70+10 V f =80 J .

3. Una muestra de una gas perfecto es llevada del estado A al estado D, siguiendo la transformación ABCDEFGD , de acuerdo a la figura mostrada . El trabajo realizado por la presión del gas durante la transformación es:

Identificamos el área bajo la curva que queremos operar:

W total =W AB +W BC +W CD +W DE +W EF +W FG +W GD W total =W BC +W CD +W DE +W FG

Identificamos el área bajo la curva que queremos operar:

(

W BC =b . h= ( 0,20 m3 ) ( 1 ) 106 W CD =b .h+

N =200 000 Nm=200 KJ m2

b.h =200 KJ +100 KJ=300 KJ 2

( mN )=400 000 Nm=400 KJ N =b . h=( 0,20 m ) (1 ) 10 ( m )=200 000 Nm=200 KJ

W DE=b .h=( 0,20 m 3 ) ( 2 ) 106 W FG

)

3

2

6

2

Operamos los valores hallados

W total =W BC +W CD +W DE +W FG W total =200 KJ + 300 KJ + 400 KJ−200 KJ W total =700 KJ

4. Una burbuja de aire de 20 cm3 de volumen está en el fondo de un lago de 40 m , de profundidad en donde la temperatura es 4 ℃ . La burbuja se eleva a la superficie que está a 20 ℃ . Suponga que la temperatura es igual a la del agua circundante y encuentre su volumen poco antes que llegue a la superficie.

burbuja :20 cm3 fondo lago: 40 mT ° lago =4 ℃ T ° superficie =20 ℃ 

Ecuación de Presión Hidrostática:

P=P atm +d . g . h Patm =100000 Pad =1000

P=100000 Pa+1000

kg m g=9.81 2 h=40 m 3 m s

kg m . 9.81 2 . 40 m 3 m s

P=492400 Pa=492.4 kPa 

Ahora aplicamos ecuación de Gases ideales:

P .V =m. R v . T P=492.4 kPa V =20 cm3 =2.10−5 m3 T °=4 ℃=277.15 K RV =8.314

kj m=? Kg. K

492.4 kPa .2. 10−5 m 3=m .8.314 492.4 kPa. 2. 10−5 m3 =m kj 8.314 . 277.15 K Kg . K

m=4.274 x 10−6 kg

kj .277.15 K Kg . K



Aplicamos nuevamente la ecuación con estos datos:

m=4.274 x 10−6 kg P atm =100 kPaT °=20 ℃=293.15 K RV =8.314

kj V =? Kg. K

100 kPa .V =4.274 x 10−6 kg . 8.314

kj .293.15 K Kg . K 100 kPa

4.274 x 10−6 kg . 8.314 V= V =1.04 x 10−4 m3

kj . 293.15 K Kg. K