Subido por estefaniaescobar.1996

biofisica

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A través de un tubo de 8cm de diámetro fluye aceite a una velocidad promedio de 4m/seg.
Cuál es el caudal en m3/seg y m3/h.
Datos:
A= 8cm = 5.026x10-3m2
⁄
⁄
v = 4m/seg
⁄
⁄
Experimentalmente se encuentra que por un tubo cuyo diámetro interno es de 7mm sale
250ml en un tiempo de 41seg. Cuál es la velocidad promedio del fluido en el tubo.
Datos:
A= 7mm = 7x10-3m = 3.84x10-5m2
⁄
V= 250ml = 2.5x10-4m3
t = 41seg
v =?
⁄
⁄
Un acueducto de 14cm de diámetro interno surte agua a través de una tubería al tubo de la
llave de 1cm de diámetro interno. Si la velocidad en el tubo de la llave es de 3m/seg. Cuál será
la velocidad promedio en el acueducto.
Datos:
A1 = 14cm = 0.14m = 0.015m2
A2 = 1cm = 0.01m = 7.8x10-5m2
v1 = 3m/seg
⁄
v2 =?
⁄
~1~
El agua fluye con una rapidez de 30m/seg a través de una abertura que se encuentra en el
fondo de un tanque en el cual el líquido tiene una profundidad de 4m. Calcúlese la rapidez con
que escapa el agua si se le adiciona en la superficie una presión de 50KPa.
⁄
√
⁄
√
Antes
⁄
⁄
⁄
Después
⁄
⁄
⁄
⁄
~2~
El agua fluye con una rapidez de 35m/seg a través de una abertura que se encuentra en el
fondo de un tanque en el cual el líquido tiene una profundidad de 5m. Calcúlese la rapidez con
que escapa el agua si se le adiciona en la superficie una presión de 55KPa.
⁄
√
⁄
√
Antes
⁄
⁄
⁄
Después
⁄
⁄
⁄
⁄
~3~
Cuánta agua fluirá en 30seg por un tubo capilar de 200mm de longitud y 1.5mm de diámetro
interno, si la diferencia de presiones a lo largo del tubo es 5cm de mercurio, la viscosidad del
agua es 0.801cPoise. Si la densidad del mercurio es de 13600kg/m3.
Datos:
L=200mm
(
d.i.= 1.5mm=7.5x10-4m
)
⁄
P= 5cm de Hg= 6665Pa
-4
n =0.801cPoise= 8.01x10 PL
⁄
ρ=13600kg/m3
Calcúlese la potencia de salida del corazón si por cada latido bombea 75ml de sangre con una
presión promedio de 100mm de mercurio. Considérese que tienen 65 latidos por minuto.
Datos:
V= 75ml x 65= 4875ml= 4.8x10-4m3
P=100mm de Hg= 133300Pa
t = 65 latidos por minuto
Un tanque abierto en su parte superior tiene una abertura de 3cm de diámetro el cual se
encuentra a 5m por debajo del nivel del agua contenida por un recipiente. Que volumen de
líquido saldrá por 1min a través de dicha abertura.
Datos:
d.i.=3cm=0.03m
h = 5m
v =?
t =1min
A= 7.06x10-4m2
√
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
~4~
Un tanque de agua tiene una fuga en la posición dos que se muestra en la figura donde la
presión es de 500KPa. Cuál es la velocidad del escape de fluido por el orificio.
√
⁄
⁄
Cuanto trabajo realiza una bomba para elevar 5m3 de agua hasta una altura de 20m e
impulsarla dentro de un acueducto a una presión 150KPa.
⁄
⁄
~5~
Un tubo horizontal tiene la forma que se presenta en la figura en el punto 1 el diámetro es de
6cm y en el punto 2 es de 2cm, en el punto 1 la velocidad es de 2m/seg y la presión es igual a
180KPa. Calcúlese la velocidad y la presión en el punto 2.
Datos:
d.i.=6cm= 0.06m=2.82x10-3m2
d.i.=2cm=0.02m=3.14x10-4m2
v1 =2m/seg
⁄
P1=180kPa=1.8x106Pa
⁄
v=?
P=?
(
⁄
)(
⁄
⁄
(
)
)(
⁄
)
Cuál debe ser la presión manométrica en una manguera larga de bombero si se quiere que el
agua lanzada por la boquilla alcance una altura de 30m.
(
⁄
)(
√
√
⁄
⁄
~6~
⁄
)
Con que rapidez fluye agua desde una llave de 0.8cm de diámetro interno si la presión del
agua es de 200KPa.
√
√
⁄
⁄
⁄
⁄
Un tubo tiene un diámetro de 16cm en la sección 1 y 10cm en la sección 2, en la sección 1 la
presión es de 200KPa, el punto 2 está a 6m mas alto que el punto 1, si un aceite de 800kg/m 3
fluye con una rapidez de 0.030m3/seg. Encuéntrese la presión en el punto 2 si los efectos de la
viscosidad son despreciables.
Datos:
d.i.= 16cm=0.16m=0.02m2
d.i.= 10cm=0.01m=7.85x10-3m2
h2=6m
P1=200KPa=200000Pa
Q=0.030m3/seg
ρ=800kg/m3
P2=?
⁄
⁄
⁄
(
⁄
⁄
)
⁄
(
⁄
)(
~7~
⁄
)
(
⁄
)(
⁄
)
Un medidor de Venturi equipado con un manómetro diferencial de mercurio en la toma,
punto 1 el diámetro es de 12cm mientras que en la garganta punto 2 el diámetro es de 6cm.
Cuál es el flujo del agua a través del medidor si la lectura en el manómetro es 22cm, la
densidad del mercurio es 13.6gr/cm3.
(
⁄
)(
)
⁄
(
)
(
⁄
)
(
)
⁄
⁄
√
⁄
⁄
Encuentre:
a) 68OF la escala Celsius
b) La temperatura normal del cuerpo es 98.6OF a la escala Celsius y,
c) -40OC en la escala Fahrenheit
Cuál de las siguientes temperaturas es más caliente.
a) 10OC
b) 10OF
c) 10OK
d) -10OK
~8~
Convertir las siguientes lecturas en Celsius.
a) 0OF
b) 1500OF
c) -20OF
d) -40OF
Una barra de cobre tiene una longitud de 80cm a 15OC. Cuál es el incremento de longitud
cuando su temperatura se incrementa a 35OC, el coeficiente de dilatación lineal del cobre es
1.7x10-5 OC-1.
Datos:
Lo= 80cm= 0.8m
To= 15OC
Tf=35OC
α=1.7x10-5 OC-1
∆T= 35OC - 15OC= 20OC
Un cilindro de diámetro 1cm a 10OC se tiene que deslizar dentro de un agujero que tiene una
placa de acero, el agujero tiene un diámetro de 0.9997cm a 30OC. A que temperatura se debe
calentar la placa el coeficiente de dilatación lineal para el acero es 1.1x10-5 OC-1.
Datos:
d.i.= 1cm= 0.01m
d.i.= 0.9997cm= 9.997x10-3m
To= 10OC
Tf= 30OC
α=1.1x10-5 OC-1
Una cinta métrica de acero se calibra a 20OC en un día frio, cuando su temperatura es de
-15OC. Cuál será el error porcentual de la cinta, el coeficiente lineal es 1.1x10-5 OC-1.
~9~
Una barra cuyo coeficiente de dilatación lineal es 1.7x10-5 OC-1 es 20cm más larga que una
barra de aluminio cuyo coeficiente de dilatación lineal es de 2.2x10-5 OC-1. Cuál debe ser la
longitud de la barra de cobre si las diferencias en longitudes son independientes de la
temperatura.
Datos:
α = 1.7x10-5 OC-1 cobre
α = 2.2x10-5 OC-1 aluminio
Un vaso de precipitado se llena hasta la marca con 50cm3 de mercurio a 18OC si el vaso y su
contenido se calientan a 38OC. Cuanto mercurio habrá sobrepasado el marco. El coeficiente
lineal del vidrio es 9x10-6 OC-1 y para el mercurio es 182x10-6 OC-1.
Datos:
α vidrio= 9x10-6 OC-1
β mercurio = 182x10-6 OC-1
Vo= 50cm3 de mercurio
0.027
Vf=?
∆T= 38OC- 18OC= 20OC
Un alambre de acero de 2mm de sección transversal se mantiene recto (sin intensión alguna
sujetándolo firmemente a 2 puntos separados a una distancia de 1.5m a 30 OC si la
temperatura decrece a -10OC y si los puntos permanecen fijo. Cuál será la tensión en el
alambre, el coeficiente lineal del acero 1.1x10-5 OC-1 y el módulo de Young para el acero es
2x1011 N/m2.
⁄
~ 10 ~
Cuando un edificio se construye a -10OC las vigas de acero con un área de 45cm2 en la sección
transversal se colocan en su lugar segmentos en los extremos a las columnas si los extremos no
se pueden mover. Cuál será la fuerza de comprensión en la viga cuando la temperatura suba
25OC para el acero el coeficiente lineal es igual a 1.1x10-5 OC-1 y el módulo de Young
2x1011 N/m2.
⁄
Cuanto calor se requiere para calentar 20ml de agua de 20OC a 30OC. Cuanto calor pierde el
agua cuando se enfría y regresa a 20OC.
Datos:
⁄
m = 250ml = 250gr
∆T= 35OC – 20OC= 15OC
⁄
Cuanto calor sale de 25gr de aluminio cuando se enfría de 100OC a 20OC para el aluminio el
calor específico es 880J/kg OC.
Datos:
⁄
m = 25gr = 0.025kg
∆T= 20 C – 100 C= -80 C
O
O
O
Medio litro de agua a 30OC se enfría al retirar 15Kcal de calor. Cuál es la temperatura final
del agua.
Datos:
m= 500gr
TO= 30OC
⁄
TF=?
Q= 15kcal= 15000cal
~ 11 ~
Se adiciona cierta cantidad de calor a una masa de aluminio de 0.21cal/gr OC y por
consiguiente su temperatura se eleva a 57OC, supóngase que se le adiciona la misma cantidad
de calor a la del cobre cuyo calor específico es 0.093cal/gr OC. Cuanto se elevara la
temperatura del cobre.
⁄
⁄
⁄
⁄
Un termo contiene 250gr de café a 90OC, a este se le añade 20gr de leche a 5OC, después se
establece el equilibrio. Cuál es la temperatura del líquido.
Datos:
m de café= 250gr
m de leche= 20gr
To=90OC
TF=5OC
T=? Liquido
Un termo contiene 150gr de agua a 4OC dentro de él se colocan 90gr de metal a 100OC.
Después que se establece el equilibrio térmico, la temperatura del agua y del metal
suponiendo que no hay perdida de calor en el termo.
Datos:
m de agua= 150gr
m del metal= 90gr
To=4OC
Tf=21OC
⁄
⁄
~ 12 ~
Se agrega calor a 0.5kg de hielo a -10OC. Cuantos Kcal se requieren para convertir el hielo en
vapor.
Datos:
To= -10OC
⁄
O
Tf= 110 C
m= 0.5kg
⁄
⁄
⁄
⁄
Un pedazo de hielo de 0.3kg a 0OC se coloca en un litro de agua a la temperatura ambiente
20OC en un recipiente aislado. Considérese que no se pierde calor. Cuál es la temperatura
final del agua. La cantidad de calor de 20OC a 0OC.
Datos:
⁄
m = 0.3kg
T = 20OC
⁄
⁄
~ 13 ~
Un pedazo de hielo de 0.3kg a 0OC se coloca en un litro de agua a la temperatura ambiente
40OC en un recipiente aislado. Considérese que no se pierde calor. Cuál es la temperatura
final del agua. La cantidad de calor de 20OC a 0OC.
Datos:
⁄
m = 0.3kg
T = 40OC
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
Una placa de hierro de 2cm de espesor tiene un área de 5000cm2 en su sección transversal,
una de las caras está a 150OC y la otra a 140OC. Cuanto calor fluye a través de la placa en
cada segundo para el hierro la conductividad térmica es 80W/m OK.
Datos:
⁄
L= 2cm= 0.02m
O
KT= 80W/m K
To=150OC= 423OK
Tf= 140OK=413OK
A= 5000cm2= 0.5m2
t = 1 seg
Una placa de metal de 4mm de espesor tiene una diferencia de temperatura entre sus caras de
32OC transmite una energía calorífica de 200Kcal/h a través de un área de 5cm 2. Calcular la
conductividad térmica del metal en W/m OK.
Datos:
L= 4mm = 4x10-3m
∆T=32OC = 32OK
⁄
2
-4
⁄
2
A= 5cm = 5x10 m
~ 14 ~
Dos placas de metal están soldadas una a la otra se sabe que el área A es de 80cm 2 L1=L2 es
igual a 3mm T1=100OC y T2=0OC para la placa izquierda KT=48.1W/m OK y para la placa
derecha KT=68.2W/m OK. Calcular la razón de flujo de calor a través de la placa y la
temperatura del empalme soldado.
Datos:
KT1=48.1W/m OK = 0.115cal/seg cm OC
KT2=68.2W/m OK = 0.163cal/seg cm OC
(
A= 80cm2
)
(
)
L1=L2=3mm
T1=100OC
⁄
⁄
T2=0OC
⁄
⁄
⁄
⁄
(
⁄
⁄
)
⁄
⁄
⁄
Un refrigerador para refrescar tiene la forma de un cubo de 42cm de longitud en cada arista
sus paredes son de un espesor de 3cm y están hechas de plástico (0.050W/m OK) cuando la
temperatura exterior es de 20OC. Cuanto hielo se derrite dentro del refrigerador cada hora.
Datos:
L= 3cm
T= 20OC=20OK
KT= 0.050W/m OK
⁄
⁄
⁄
~ 15 ~
Un tubo de cobre de longitud 3m con un diámetro exterior de 1.7cm se encuentra en un
estanque por el cual circula agua rápidamente en el cual se mantiene una temperatura de
20OC por el interior del tubo circula vapor de agua a 100OC a.) Cual es la razón del flujo de
calor desde el vapor hasta el estanque y b.) Cuanto vapor se condensa por minuto para el
cobre KT=1cal/seg cm OC.
Datos:
L= 3m
r1 = 1.5cm= 0.75cm
r2 = 1.7cm=0.85cm
To= 20OC
Tf= 100OC
KT= 1cal/seg cm OC
⁄
⁄
a.) calcular el valor R para una pared constituida por las siguientes capas: bloques de
concreto cuya resistencia es 1.93, una tabla aislante de 1pulg cuya resistencia es 4.3 en una
pared tipo seco de 0.50pulg cuya resistencia es 0.45, considérese todo como solubilidad b.) Si
la pared tiene un área de 15m2. Calcular la cantidad de calor por hora a través de la pared
cuando la temperatura exterior es exactamente 20OC menor que la del exterior.
Datos:
⁄
RT=?
⁄
R1= 1.93
R2= 4.3
R3= 0.45
⁄
~ 16 ~
Un cuerpo esférico de 2cm de diámetro se mantiene a 600OC suponiendo que la radiación
como si fuera un cuerpo negro. Con que rapidez es radiada la energía desde la esfera.
⁄
Una persona desnuda cuyo tiene un área superficial 1.4m2 con una mismidad de 0.85 tiene
una temperatura en la piel de 37OC y esta parada en un cuarto donde hay una temperatura de
20OC cuanto calor pierde la persona por minuto.
Datos:
{
⁄
A= 1.4m2
}
T1=37OC
T2=20OC
5.67x10-8W/m2 OK4
En cierto proceso 8Kcal de calor son suministrados a un sistema mientras este efectúa un
trabajo de 6KJ. Encuéntrese el cambio de energía interna durante el proceso.
Datos:
Q= 8kcal = 33472J
W= 6KJ = 6000J
El calor específico del agua es de 4184J/kg OK. En cuantos J cambia la energía interna en 50gr
de agua cuando se calienta de 21OC a 37OC que tipo de proceso es.
⁄
En cuanto cambia la energía interna de 5gr de hielo a 0OC. Despréciese el pequeño cambio de
volumen.
⁄
~ 17 ~
Encuéntrese el trabajo y la energía interna para un cubo de hierro de 6cm de lado cuando se
calienta a 20OC hasta 300OC. Para el hierro el calor especifico 0.11cal/gr OC y el coeficiente de
dilatación volumétrico es de 3.6x10-5 OC-1 la masa del cubo es de 1700gr.
∆W=?
∆U?
To=20OC
Tf=300OC
⁄
Un motor suministra una potencia de 0.4hp para agitar 5kg de agua si se supone que todo el
trabajo caliente el agua por fricción. Cuanto tiempo tomara incrementar la temperatura del
agua a 6OC.
⁄
⁄
⁄
⁄
En cada una de las siguientes situaciones determínense el cambio de la energía interna del
sistema a.) Un sistema absorbe 5000cal de calor y al mismo tiempo realiza un trabajo de 400J
b.) Un sistema absorbe 300cal mientras efectúa un trabajo de420J y c.) 1200cal son eliminadas
de un gas manteniendo su volumen constante. Calcular cada energía interna.
~ 18 ~
1kg de vapor a 100OC, 101kcal ocupa 1.68m3 a.) Que fricción de calor de evaporización
experimental considera para la expansión del agua en vapor b.) Determínese el incremento de
la energía interna de 1kg cuando se evaporiza a 100OC.
⁄
Para el nitrógeno calor específico de evaporización a volumen constante es igual a 740J/kg OK.
Determínese el calor específico a presión constante siendo la masa molecular 28kg/kmol.
⁄
⁄
⁄
⁄
Cuanto trabajo realiza un gas en una expansión isotérmica de un volumen inicial de 3Lt a
20atm hasta un volumen final de 24Lt.
( )
(
)
20cm3 de un gas monoatómico a 12OC y a 100KPa es súbitamente y adiabáticamente
comprimido a 0.50cm3. Cuál será la nueva presión y temperatura.
Calcúlese la máxima eficiencia de una maquina térmica que opera entre la temperatura límite
de 100OC a 400OC.
~ 19 ~
Una máquina de vapor opera entre una temperatura de caldera de 220OC y una temperatura
de condensador de 35OC desarrollando una potencia de 8hp si su deficiencia es del 30% de
una máquina de Carnot que opera en esos límites de temperatura. Cuantas calorías por
segundo absorben la caldera y cuantas calorías se eliminan del condensador por segundo.
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
TAREAS
A través de un tubo de 4cm de d.i. fluye aceite a una velocidad promedio de 2.5m/seg.
Encuéntrese el flujo en m3/seg y cm3/seg.
⁄
⁄
⁄
⁄
Calcúlese la velocidad promedio del agua que circula por un tubo cuyo d.i. es de 5cm y su
gasto es de 2.5m3 de agua por hora.
⁄
⁄
La velocidad de la glicerina en un tubo de 5cm de d.i. es de 0.54m/seg. Encuéntrese la
velocidad en un tubo de 3cm de d.i. que se une a él. El fluido llena a ambos.
⁄
⁄
~ 20 ~
Cuanto tiempo necesitaran 500ml de agua para fluir a través de una tubería de 15cm de largo
y 3mm de d.i., si la diferencia de presión a lo largo del tubo es de 4KPa. La viscosidad del
agua es de 0.80cP.
⁄
⁄
Cierto plástico fundido fluye hacia el exterior de un tubo de 8cm de largo a razón de
13cm3/min, cuando la diferencia de presión entre los extremos del tubo es de 18cm de Hg.
Encuéntrese la viscosidad del plástico. El d.i. del tubo es de 1.3mm. La densidad del Hg es
13600kg/m3.
⁄
⁄
(
⁄
)
⁄
En un sistema horizontal de tubos, uno de ellos (d.i. = 4mm) de 20cm de largo se conecta en
línea con otro (d.i. = 5mm) de 30cm de largo. Cuando a un fluido viscoso se le aplica una
presión a régimen estable o estacionario. Cuál es la relación de la caída de presión a través del
tubo de 20cm en relación con la del tubo de 30cm.
~ 21 ~
Una aguja hipodérmica de 3cm de longitud y d.i. de 0.45mm se utiliza para extraer sangre
(n=4mPl). Supongamos que la diferencia de presión en la aguja es de 80cm de Hg. Cuanto
tiempo tomara sacar 15ml.
⁄
⁄
⁄
⁄
En una transfusión de sangre, esta fluye desde una botella a presión atmosférica hasta el
interior de la vena de un paciente donde la presión es 20mm de Hg superior a la atmosférica.
La botella esta 95cm más arriba que la vena por minuto. Para la sangre, n=0.0040Pa.s y
ρ=1005kg/m3.
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
~ 22 ~
Cuanto trabajo realiza el pistón de un sistema hidráulico durante una carrera de 2 cm, si el
área del extremo del pistón es de 0.75cm2 y la presión en el fluido del sistema es de 50KPa.
A un tanque que contiene un líquido no viscoso se le hace una perforación 4.5m abajo en
relación del nivel del líquido. Si el área de la abertura es de 0.25cm2. Cuál es la velocidad
teórica de salida a través del orificio. Cuanto liquido saldrá en un minuto.
√
⁄
√
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
Determínese el flujo en litros/seg de un líquido no viscoso a través de un orificio de 0.50cm2 de
área y que se encuentra 2.5m por debajo del nivel del líquido de un tanque abierto.
√
⁄
√
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
~ 23 ~
Calcúlese la velocidad teórica del derrame de agua desde una abertura que está a 8m por
debajo de la superficie del agua en un gran tanque, si se adiciona una presión de 140KPa,
aplicada sobre la superficie del agua.
√
⁄
(
)
⁄
⁄
√
⁄
Cuantos hp se requieren para impulsar 8m3 de agua por minuto dentro de un acueducto con
una presión de 220KPa.
Desde un lago una bomba eleva agua con una rapidez de 9litros/seg a través de un tubo de
5cm de d.i. y la descarga en el aire en un punto localizado a 16m sobre el nivel del agua en el
lago. Cuales son en teoría a.)La velocidad del agua en el punto en el punto de descarga y
b.) La potencia desarrollada por la bomba.
(
⁄
)(
⁄
)
(
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄
~ 24 ~
)
A través de un tubo horizontal de sección transversal variable se establece un flujo de agua
estacionario. En un lugar la presión es de 130KPa y la velocidad es de 0.6m/seg. Determínese
la presión en otro punto del mismo tubo donde la velocidad es 9m/seg.
⁄
(
)(
⁄
⁄
(
)
)(
⁄
)
Un tubo de d.i. variable transporta agua. En el punto 1 el diámetro es de 20cm y la presión de
130KPa. En el punto 2, el cual esta 4m más arriba que el primer punto, el diámetro es de
30cm. Si el flujo es de 0.080m3/seg. Cuál es la presión en el segundo punto.
(
⁄
)(
⁄
)
(
⁄
)(
⁄
)
⁄
(
⁄
⁄
~ 25 ~
⁄
)
Un combustóleo de densidad 820kg/m3 fluye a través de un medidor venturi que tieneun
diámetro de garganta de 4cm y un diámetro de entrada de 8cm. La caída de presión entre la
entrada y la garganta es de 16cm de Hg. Encuéntrese el flujo. La densidad del Hg es de
13600kg/m3.
(
)
(
⁄
)
(
)
⁄
⁄
√
⁄
⁄
Determínese la máxima cantidad de agua que puede pasar por minuto a través de un tubo de
3cm de d.i. sin que sea un flujo turbulento. Considérese que el máximo número de Reynolds
para un flujo no turbulento debe ser 2000. Para el agua, a 20OC, n= 1.0x10-3Pa.seg.
⁄
⁄
⁄
~ 26 ~
Que tan rápido puede caer una gota de lluvia(r=1.5mm) a través del aire, si su flujo esta
cercano a ser considerado turbulento, es decir, para Nr cercano a 10. Para el aire,
n= 1.8x10-5Pa.seg y la densidad 1.29kg/m3.
⁄
⁄
⁄
Calcular el incremento de longitud de un alambre de cobre que mide 50m cuando la
temperatura cambia de 12OC a 32OC. Para el cobre α = 1.7x10-5 OC-1.
Una barra de 3m de longitud se expande 0.091cm a una temperatura de 60OC. Cuál es el valor
de α para el material de que está hecha la barra.
Una rueda lisa en su periferia tiene un diámetro de 30cm a una temperatura de 15OC. el
diámetro interior de un aro de acero mide 29.93cm. A que temperatura se debe calentar el aro
para que pueda resbalar sobre la rueda. Para el acero α = 1.1x10-5 OC-1.
~ 27 ~
Una esfera de hierro tiene un diámetro de 6cm y es 0.010mm más grande que el diámetro de
un agujero que se encuentra en una placa de bronce; tanto como la esfera están a una
temperatura de 30OC. A que temperatura (la misma para la esfera y la placa) apenas pasara
la esfera por el agujero. El α = 1.29x10-5 OC-1 y el α = 1.9x10-5 OC-1 para el hierro y el bronce
respectivamente.
a) una regla de aluminio que esta calibrada a 5OC se utiliza para medir una distancia de
88.42cm a 35OC. Calcular el error en la medición debido a la dilatación de la regla b) se
encuentra que la longitud de una barra de acero medida con la regla de 88.42cm a 35OC. Cuál
es la longitud correcta de la barra de acero a 35OC. el α del aluminio es 22x10-6 OC-1.
Encuéntrese el incremento en volumen de 100cm3 de mercurio cuando su temperatura cambia
de 10OC a 35OC. El coeficiente de dilatación volumétrica del mercurio es 0.00018OC-1.
~ 28 ~
El coeficiente de expansión lineal del vidrio es de 9x10-6 OC-1. UN PICNOMETRO (frasco que
sirve para determinar la densidad relativa de líquidos) tiene una capacidad de 50000ml a
15OC. Calcular su capacidad a 25OC.
Determínese el cambio en el volumen de un bloque de hierro fundido de 5cmx10cmx6cm,
cuando la temperatura cambia a 15OC a 47OC. El coeficiente de dilatación lineal del hierro
fundido es 0.000010OC-1.
Un recipiente de vidrio se llena exactamente con 1 litro de trementina a 20OC. Que volumen
de líquido se derramara cuando su temperatura suba a 86OC. El coeficiente de dilatación
lineal del vidrio es 9x10-6 OC-1; el coeficiente de dilatación volumétrica de la trementina es
97x10-5 OC-1.
~ 29 ~
Cuantas calorías son necesarias para calentar de 15OC a 65OC cada una de las siguientes
sustancias a) 3gr de aluminio, b) 5gr de vidrio pírex, c) 20gr de platina. El calor especifico, en
cal/gr OC, para el aluminio, el vidrio pírex y el platino son 0.21, 0.20, 0.032 respectivamente.
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Cuando 5gr de cierto tipo de carbón son quemados, la temperatura de 1000ml de agua se
incrementa de 10OC a 47OC. Determínese el calor producido por cada gramo de carbón.
Despréciese la pequeña capacidad calorífica del carbón.
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El aceite de una caldera tiene un calor de combustión de 44MJ/kg suponiendo que el 70% del
calor producido es aprovechado, cuantos kg de aceite son requeridos para calentar 2000kg de
agua desde 20OC hasta 99OC.
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~ 30 ~
Una pieza de metal de 50gr, a 95OC, se deja caer dentro de 250gr de agua a 17OC y su
temperatura se incrementa hasta 19.4OC. Cuál es el calor específico del metal.
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Un calorímetro de cobre de 55gr (ce=0.093cal/gr OC) contiene 250gr de agua a 18OC. Cuando
se dejan caer dentro del calorímetro 75gr de una aleación a 100OC, la temperatura final es de
20.4OC. Cual es calor específico de la aleación.
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10kg de vapor a100OC son condensados en 500kg de agua a 40OC. Cuál es la temperatura
resultante.
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El calor de combustión del gas etano es de 373kcal/mol. Suponiéndose que el 60% del calor es
utilizable, cuantos litros de etano, en condiciones de presión y temperatura estándar, deben
quemarse para convertir 50kg de agua a 10OC, en vapor a 100OC. Una mol de gas ocupa
22.4litros a 0OC y 1atm.
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Supóngase que una persona que ingiere comida equivalente a 2500cal por día pierde esta
cantidad en calor a través de la evaporización del cuerpo. Cuánta agua se evaporiza al día. A
la temperatura del cuerpo, para el agua Hv= 600cal/gr.
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~ 32 ~
Un taladro cuya potencia es de 0.25hp ocasiona que una broca de acero de 50gr se calienta al
realizar un agujero en un bloque de madera dura. Suponiendo que el 75% de la energía
perdida por fricción provoca el calentamiento de la broca, cuál sería el incremento de su
temperatura al cabo de 20seg. Para el acero ce= 450J/kg OC.
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