sol_Practica_1_-_F2_-_2014-II_-_Ejercicios

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UNIVERSIDAD DE PIURA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
CURSO: FÍSICA GENERAL II 
Practica Calificada N° 01 
Fecha: Viernes, 29 de Agosto de 2014. 
Sin libros, sin apuntes, sólo formularios, tablas 
y calculadora simple 
NOMBRE: _____________________________ 
HORA: 7:20 a 8:50 am 
INSTRUCCIONES: TRABAJE CON ORDEN Y LIMPIEZA. 
 
EJERCICIOS (1 hora 10 minutos) 
 
1. a) Calcule la única temperatura a la que los termómetros Fahrenheit y Celsius coinciden. b) Calcule 
la única temperatura a la que los termómetros Fahrenheit y Kelvin coinciden. (4 puntos) 
Solución: 
 
9
32
5
5
273.15 ( 32 ) 273.15
9
)
9
32 40 40
5
)
5
( 32 ) 273.15
9
9 5
( (32 ) 273.15) 575 575
4 9
F C
K C F
F C
F K
T T C
T T T
a
T T T T T T C F
b
T T T T T
T F K
  
     
           
      
       
 
 
2. Ajuste estrecho. Los remaches de aluminio para construcción de aviones se fabrican un poco más 
grandes que sus agujeros y se enfrían con “hielo seco” (CO2 sólido) antes de insertarse. Si el 
diámetro de un agujero es de 4.5 mm, ¿qué diámetro debe tener un remache a 23°C para que su 
diámetro sea igual al del agujero cuando se enfría a -78°C, la temperatura del hielo seco? Suponga 
que el coeficiente de expansión es constante, con el valor α = 2.4×10-5 (C°)-1. (4 puntos) 
Solución: 
 
Sea d0 el diámetro del remache a -78°C y d el diámetro del remache para 23°C. 
 
 
0
5 1
0 0
(1 )
(1 ) (0.45 )(1 (2.4 10 ( ) )(23 78 ))
0.4511 4.511
L L T
d d d d T cm C C C
d cm mm

  
  
            
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
3. Una bandeja para hacer hielo con masa despreciable contiene 0.350 kg de agua a 18.0 °C. ¿Cuánto 
calor (en J) debe extraerse para enfriar el agua a 0.00 °C y congelarla? Use para el agua c=4.19x103 
J/kg.K y Lfusión=3.34x10
5 J/kg. (4 puntos) 
 
Solución: 
 
 3 5
5
(0.35 )( 4.19 10 / . 18 3.34 10 / )
1.43 10 ( )
sen
lat f
f
Q mc T
Q mL
Q mc T mL kg J kg K C J kg
Q J puede ser positiva
 

          
  
 
 
4. Al correr, un estudiante de 70 kg genera energía térmica a razón de 1200 W. Para mantener una 
temperatura corporal constante de 37 °C, esta energía debe eliminarse por sudor u otros 
mecanismos. Si tales mecanismos fallaran y no pudiera salir calor del cuerpo, ¿cuánto tiempo podría 
correr el estudiante antes de sufrir un daño irreversible? (Nota: las estructuras proteínicas del cuerpo 
se dañan irreversiblemente a 44 °C o más. La capacidad calorífica específica del cuerpo humano es 
de alrededor de 3480 J/kg.K poco menos que la del agua; la diferencia se debe a la presencia de 
proteínas, grasas y minerales, cuyo calor específico es menor que el del agua.) 
Solución: 
 
Aplicando Q=mcΔT para encontrar el calor que elevaría la temperatura del cuerpo del estudiante en 
7°C. 
 
6
6
(70 )(3480 / )(7 ) 1.7 10
1 1 /
1.7 10
1400 23min
1200 /
Q mc T kg J kg K C J
W J s
J
t s
J s
     


  
 
 
 
 
BUENA SUERTE