TAREA 5 DE DILATACIÓN TÉRMICA
Resolver los siguientes ejercicios:
1) La longitud de una varilla de aluminio, medida con una cinta de acero, fue de 60
cm cuando ambas estaban a 8°C. ¿Cuál será la lectura de la longitud de la varilla
en la cinta si ambas están a 38°C?
2) Una barra de 8 metros de peso despreciable se encuentra sostenida por un
alambre de coeficientes de dilatación lineal igual a 12𝑥10−6 °𝐶 −1 . Si el conjunto
inicialmente está a cero grados Celsius, la pared y la barra son indeformables.
¿Cuál será la temperatura final a la que 𝜃 = 0°? (inicialmente 𝜃 = 4°)
6𝑚
𝜃
3) Se tienen dos barras como se muestra en la figura. Estas se encuentran a cero
grados Celsius. ¿A qué temperatura deben calentarse ambas barras para que
sus extremos se junten?
𝛼2 = 1𝑥10−3 °𝐶 −1
𝛼1 = 15𝑥10−4 °𝐶 −1
6𝑐𝑚
60𝑐𝑚
30𝑐𝑚
4) El volumen de un cubo de metal se incrementa en 0.50% cuando la
temperatura del cubo se eleva en 100°C. ¿Cuál es el coeficiente de dilatación
lineal de este metal?
5) Una placa cuadrada de cobre que mide 4 cm por lado a 20°C se calienta hasta
120°C. ¿Cuál es el incremento del área de la placa de cobre?
6) Un alambre de cobre tiene la forma de un arco circular de radio 0.7 m. A una
temperatura inicial de 32 °C el arco abarca un ángulo central de 156°.
Suponiendo que el alambre mantiene su forma circular al variar la temperatura,
Cual será la temperatura final si el ángulo que abarca se reduce a 155.93°.
7) Una barra de 6 m de longitud se expande 0.087 cm después de un aumento de
temperatura de 72 °C. ¿Cuál es el valor de α para el material de que está
hecha la barra?
8) Calcule el incremento de longitud de un alambre de latón que mide 50 m
cuando su cambio de temperatura es de ΔT=50 °F.
9) Una barra de plomo está firmemente empotrada en un extremo. A una
temperatura final de 170 °C, los apoyos ejercen sobre la barra una fuerza de
compresión de 0.95 MN. La barra tiene las siguientes características
geométricas:
Longitud inicial (a temperatura inicial desconocida) = 147.7 cm; Diámetro = 15
cm
Determine la temperatura inicial de la barra, suponiendo que la longitud inicial
corresponde a esa temperatura.
10) Una esfera de hierro tiene un diámetro de 6 cm y es 0.010 mm más grande que
el diámetro de un agujero que se encuentra en una placa de bronce; tanto la
placa como la esfera están a una temperatura de 38 °C. ¿A qué temperatura
(la misma para la esfera y la placa) apenas pasará la esfera por el agujero?
α=1.2 × 10-5 °C-1 y α =1.9 × 10-5 °C-1 para el hierro y el bronce,
respectivamente.
0
