Fisica II soluciones practico 1

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Trabajo Práctico Nº1 
 
1. TEMPERATURA-ESCALAS, TERMOMÉTROS, EXPANSIÓN TÉRMICA Y ESFUERZOS TÉRMICOS 
 
ESCALAS DE TEMPERATURAS 
 
1.1. Expresar en grados F los siguientes puntos 
fijos: 
a)Punto de ebullición del Hidrógeno : -252,78ºC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b)Punto de ebullición del Nitrógeno: -195,81ºC. 
c)Punto de solidificación del Mercurio: -38,87ºC. 
d)Punto de fusión de la Plata: 960,5ºC. 
 R: a)-423ºF ,b)-320,5ºF, c)-37,96ºF, 
d)1760,9ºF. 
 
 
 
1.2. Expresar en grados Celsius las siguientes temperaturas dadas en grado Fahrenheit. 
a).800ºF 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b)25ºF. 
c)-8ºF. 
d)258ºF 
 R: a) 426,7ºC, b)-3,9ºC, c)-22,2ºC, d)+125,55ºC. 
 
1.3. Expresar en K las siguientes temperaturas: 
50ºC; -35ºC; 72ºF;-215ºF. 
 R: 323K ; 230K; 295,2K; 135,8K 
 
1.4. Calcular a qué temperatura dan la misma lectura las escalas Celsius y Fahrenheit y a que 
temperatura las escalas Kelvin y Fahrenheit. 
 R: -40º ; 575º . 
Clave de solución: considerar TF = TC 
 
1.5. En un laboratorio de prueba de materiales se debe aumentar la temperatura de la muestra 
en 40ºC. El único termómetro existente mide en ºF, siendo la temperatura inicial de la 
muestra, de 68,2ºF ¿Qué temperatura deberá tener en ºF, una vez que se ha producido el 
aumento requerido? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 R: 140,2ºF 
 
 
 
1.6. La relación de presiones de un gas en el punto de fusión del platino y en el punto triple del 
agua , manteniendo el volumen constante, es 7,476. ¿A qué temperatura Celsius funde el 
platino? 
 R: 1769ºC 
 
 
1.7. Un termómetro de gas registra una presión absoluta correspondiente a 325mmHg, 
estando en contacto con agua en el punto triple. ¿Qué presión indicará en contacto con el 
agua en el punto de ebullición normal? 
 
 R: 444mmHg 
 
 
 
1.8. Los remaches de aluminio en la construcción de un avión se fabrican más grandes que el 
agujero en donde van colocados y se enfrían con hielo seco (CO2 sólido). Si el diámetro del 
agujero es 4,500mm, ¿qué diámetro debe tener el remache a 23ºC, para que su diámetro sea 
igual al del agujero, a -78,0ºC, la temperatura del hielo seco? Suponga que el coeficiente de 
expansión lineal del aluminio es constante 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 R: 4,5146mm 
1.9. Un tanque de acero se llena totalmente con 2,80m3 de etanol, cuando ambos, el tanque y 
el etanol están a 32ºC. Una vez que el tanque y el etanol se hayan enfriado a 18ºC, que 
volumen adicional de etanol podrá meterse dentro del tanque? 
 R: 28 litros 
 
 
1.10. Una varilla de latón tiene 185cm de longitud y 1,60cm de diámetro. ¿Qué fuerza debe 
aplicarse a cada extremo para impedir que se contraiga al enfriarse de 120ºC a 10ºC? 
 R: 39798N 
 
 
 
 
 
 
 
 
Módulo de Young: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.11. Un alambre con longitud de 1,50m a 20,0ºC, se alarga 1,90cm, al calentarse a 420ºC. a) 
Calcule su coeficiente medio de expansión lineal para este intervalo de temperatura. B) El 
alambre se tiende sin tensión a 420ºC. Calcule el esfuerzo en él, si se enfría a 20ºC sin 
permitir que se contraiga. El módulo de Young del alambre es de 2,0x1011Pa. 
 
 
 
 R: a) 3,17x10-5 ºC-1 b) 2,54x109N/m2 
 
 
1.12. Los rieles de acero de un tren se tienden en segmentos de 12,0m de longitud, colocados 
extremo con extremo en un día de invierno en que la temperatura es de -2,0ºC. a) ¿Cuánto 
espacio debe dejarse entre rieles adyacentes para que apenas se toquen en verano, cuando 
la temperatura suba a 33,0ºC. b) Si los rieles se tienden en contacto, ¿a qué esfuerzo se 
someten en un día de verano en el que la temperatura sea de 33,0ºC? 
R: a) 5,04mm; b) 8,4x107Pa