PRÁCTICA DIRIGIDA

1. Se encuentra que la razón de las presiones de un gas en el punto de fusión el plomo y en el punto triple del agua, cuando se mantiene el gas a volumen constante, es 2,19816. ¿Cuál es la temperatura Kelvin del punto de fusión del plomo?

2. ¿A qué temperatura coinciden las escalas Celsius y Fahrenheit?3. El punto de ebullición normal del oxígeno líquido es -182,97 °C. ¿Qué temperatura es ésta en las

escalas Kelvin y Rankine?4. El punto de fusión del oro (Au) es 1945,4 ° F. Expresar esta temperatura en la escala Celsius.5. ¿Cuál es la temperatura Celsius correspondiente a la temperatura normal del cuerpo humano de

98,6 °F?6. La longitud de una columna de mercurio de un termómetro es de 4,0 cm cuando el termómetro se

sumerge en agua con hielo y 24,0 cm cuando el termómetro se coloca en agua hirviendo. (a) ¿Cuál será su longitud en una habitación a 22,0 °C? (b) La columna de mercurio mide 25,4 cm cuando el termómetro se introduce en una solución química. ¿Cuál es la temperatura e la solución?

7. La temperatura en el interior del Sol es de uno 107 K. ¿Cuál es esta temperatura (a) en la escala Celsius? (b) ¿Y en la escala de Fahrenheit?

8. El punto de ebullición del nitrógeno, N2, es 77,35 K. Expresar esta temperatura en grados Fahrenheit.9. La presión de un termómetro de gas a volumen constante es de 0,400 atm en el punto de hielo y de

0,546 atm en el punto de vapor. (a) Cuando la presión es de 0,100 atm, ¿Cuál es la temperatura? (b) ¿Cuál es la presión en el punto de ebullición del azufre (444,6 °C)?

10. Un termómetro de gas a volumen constante indica una presión de 50 torr en el punto triple del agua (a) ¿Cuál será la presión cuando el termómetro mida una temperatura de 300 K? (b) ¿Qué temperatura corresponde a una presión de 0,175 torr?

11. El sodio funde a 371 K. ¿Cuál es el punto de fusión del sodio en las escalas de temperatura Celsius y Fahrenheit?

12. El punto de ebullición del oxígeno a 1 atm es 90,2K. ¿Cuál es el punto de ebullición del oxígeno en las escalas Celsius y Fahrenheit?

13. Un termistor es un dispositivo en estado sólido cuya resistencia varía considerablemente con la temperatura. Esta dependencia frente a la temperatura viene dada aproximadamente por R=R0 e

B/T ,en donde R se expresa en ohmios (Ω), T en kelvins y R0 y B son constantes que pueden determinarse midiendo R para puntos de calibración conocidos, como el punto de congelación del hielo y el punto de ebullición del agua. (a) si R=7360 Ω en el punto de congelación y 153 Ω en el punto de ebullición, calcular R0 y B. (b) ¿Cuál es la resistencia del temistor a 98,6 °F (c) ¿Cuál es la variación de la resistencia con la temperatura (dR/dT) en el punto de congelación y el punto de ebullición? (d) ¿Para cuál de estas temperatura es este termistor más sensible?

14. La resistencia eléctrica de algunos metales varía con la temperatura (medida por un termómetro de gas) aproximadamente según la expresión R=R0 ¿, donde R0 es la resistencia a la temperatura T 0. Se encuentra que la constante β para determinado metal es 0.004 K-1.(a) Si la resistencia a 0 °C es 100 ohms, ¿Cuál es la resistencia a 20 °C?(b) ¿A qué temperatura la resistencia es de 200 ohms?

15. Una regla de acero tiene una longitud de 30 cm a 20°C. ¿Cuál es su longitud a 100 °C?16. La densidad del aluminio es 2,70x103 kg/m3 a 0°C. ¿Cuál es la densidad del aluminio a 200 °C.17. Una abrazadera de cobre debe ajustar fuertemente alrededor de un eje de acero cuyo diámetro es

6,00 cm a 20 °C. El diámetro interior de la abrazadera de cobre a esa temperatura es de 5,98 cm ¿A

qué temperatura debe calentarse la abrazadera para que ajuste perfectamente sobre el eje de acero, suponiendo que éste permanece a 20° C?

18. Un recipiente se llena hasta el borde con 1,4 L de mercurio a 20 °C. Cuando la temperatura del recipiente y el mercurio se eleva a 60 °C, se derraman 7,5 mL de mercurio por el borde del recipiente. Determinar el coeficiente de dilatación lineal del recipiente.

19. En una lámina de aluminio se taladra un orificio con una broca de taladro cuyo diámetro a 20 °C es 6,245 cm. Durante la perforación, la temperatura de la broca y de la lámina de aluminio se eleva a 168 °C. ¿Cuál es el diámetro del orificio en la placa de aluminio cuando se enfría a la temperatura ambiente?

20. Se encarga a un equipo nuevo de trabajadores la colocación de 1 km de carril en una vía férrea. Al finalizar la tarea, la temperatura es de 20°C y regresan a la ciudad a tomar un refresco. Al cabo de una hora o dos, uno de los operarios más antiguos observa que la temperatura ha subido a 25 °C y dice: “Supongo que habréis dejado algunos huecos en la vía para permitir la dilatación”. Por la expresión de sus caras comprende que no han hecho esta previsión y regresan rápidamente al lugar de trabajo. La vía se ha pandeado en forma de triángulo isósceles. ¿Qué altura tiene el triángulo?

21. Un coche tiene un depósito de gasolina de acero y 60 L de capacidad lleno hasta su totalidad cuando la temperatura vale 10 °C. El coeficiente de dilatación de volumen de la gasolina de β=0,900x10-3 K-1. Teniendo en cuenta la dilatación del acero, ¿Cuánta gasolina se derramará si se aparca el coche al sol y su temperatura se eleva hasta 25 °C?

22. Un termómetro tiene un depósito de vidrio ordinario y un tubo delgado de vidrio lleno con 1 mL. de mercurio. Una variación de temperatura de 1 C° cambia el nivel del mercurio en el tubo delgado en 3,0 mm. Determinar el diámetro interior del tubo de vidrio delgado.

23. Un termómetro de mercurio está formado por un tubo capilar de 0,4 mm de diámetro conectado a un depósito de vidrio. El nivel del mercurio se eleva 7,5 cm cuando la temperatura del termómetro se eleva de 35 a 43 °C. Determinar el volumen del depósito del termómetro.

24. Un reloj de péndulo está calibrado a una temperatura de 20 °C. (a) en un día caluroso, cuando la temperatura es 30 °C, ¿el reloj adelanta o retrasa? (b) ¿En cuánto se adelanta o retrasa en un periodo de 24 horas? Suponer que el péndulo es una varilla delgada de latón con una masa grande unida a su extremo.

25. Un tubo de acero tiene un diámetro exterior de 3,00 cm a la temperatura ambiente (20 °C), y un tubo de latón a la misma temperatura tiene un diámetro interior de 2,997 cm ¿A qué temperatura deberán calentarse los extremos de ambos tubos si el tubo de acero debe insertarse dentro del tubo de latón?

26. Una cinta topográfica de acero de 100 pies es correcta a una temperatura de 20 °C. La distancia entre dos puntos medida con esta cinta en un día en que la temperatura es de 35 °C es 86,57 pies ¿Cuál es la distancia real entre los puntos?

27. Para asegurar un ajuste firme, los remaches de aluminio que se utilizan en la construcción e un avión se fabrican ligeramente mayores que los orificios donde han de encajar y se enfrían con “hielo seco” (C02 sólido) antes de introducirlos. Si el diámetro de un orificio es de 0,2500 pulg, ¿Cuál deberá ser el diámetro de un remache a 20 °C, si su diámetro es igual al el orificio cuando se ha enfriado a -78 °C, que es la temperatura del hielo seco? Supóngase que el coeficiente de dilatación del aluminio permanece constante: ∝ = 2,4 x 10-5 (C°)-1.

28. Un anillo de acero de 3,000 pulg de diámetro interior a 20 °C se calienta y desliza sobre una varilla de latón cuyo diámetro es de 3,002 pulg a 20 °C. (a) A qué temperatura debe calentarse el anillo? (b) si se enfrían el anillo y la varilla conjuntamente por algún procedimiento, por ejemplo con aire líquido, ¿A qué temperatura se desprenderá el anillo de la varilla?.