Ejercicios y problemas Temperatura y calor

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PRACTICA Nº 9: Temperatura y calor 
Física General Ing. Sistemas Prof. Angel Carranza C. 
03/02/2021 
1.- Un vástago de latón AB tiene una longitud de 200,1 
mm y ha de encajarse exactamente en el hueco BC, de 
hierro que tiene la forma del esquema. Al intentarlo 
queda AB como se indica en la figura, siendo AC = 4 
mm. Calcular el descenso de la temperatura para lograr 
el encaje. 
 
 
2.- Con una regla métrica de latón cuyas dimensiones 
son exactas a 0 ºC, se ha medido la longitud de una 
barra de hierro, encontrándose l = 1,4996 m a 38 ºC. 
Siendo α = 12,1x10-6 ºC-1 el coeficiente de dilatación 
lineal del hierro y β= 19,9x10-6 ºC-1 el del latón, 
calcular la longitud a 0ºC de la barra de hierro. 
 
3.- ¿Que fuerzas hay que aplicar a los extremos de una 
barra de acero, cuya sección transversal tiene el área S = 
10 cm2, para impedir que se dilate cuando se calienta 
desde t1= 0 ºC hasta t2 = 30 ºC? 
4. Un proyectil de plomo choca contra un obstáculo. 
¿Cuál es la velocidad en el momento del choque sí su 
temperatura inicial era de 65 ºC y se funde la tercera 
parte? Se supone el obstáculo inamovible e inalterable. 
Calor específico del plomo 0,031 cal/gºC. Temperatura 
de fusión: 327,4 ºC; calor de fusión: 5,74 cal/g. 
 
5. Dentro de un calorímetro que contiene 1.000 g de 
agua a 20 ºC se introducen 500 g de hielo a -16 ºC. El 
vaso calorimétrico es de cobre y tiene una masa de 278 
g. Calcular la temperatura final del sistema, suponiendo 
que no haya pérdidas. Calor específico del hielo: 0,55 
cal/g ºC. 
Calor específico del cobre: 0,093 cal/g ºC 
Calor de fusión del hielo: 80 cal/g 
Calor de vaporización del agua: 539 cal/g 
 
6. En un calorímetro de latón sin pérdidas, de 240 g, que 
contiene 750 cm3 de agua a 20,6 ºC se echa una 
moneda de oro de 100 g a 98 ºC y la temperatura sube a 
21 ºC. Determinar la cantidad de oro y cobre que 
integra la moneda. Calor específico del latón: 0,09 cal/g 
ºC; calor específico del cobre: 0,0922 cal/g ºC; calor 
específico del oro: 0,031 cal/g ºC. 
7. Una bola, a una velocidad de 200 m/s, choca contra 
un obstáculo. Suponiendo que toda la energía cinética 
se transforma en calor y que éste calienta tan solo la 
bola, calcular su elevación de temperatura. Calor 
específico del metal 0,1 cal/g ºC. 
8. En un calorímetro sin pérdidas cuyo equivalente en 
agua es de 500 g, hay 4,500 g de agua a 50 ºC. Se 
añaden 2 kg de hielo fundente y se introduce 1 kg de 
vapor de agua a 100 ºC. El calor de fusión vale 80 cal/g y 
el de vaporización 540 cal/g. Calcular la temperatura de 
equilibrio. 
9. Un cubo de hielo de 20 g a 0 ºC se calienta hasta que 
15 g se han convertido en agua a 100 ºC y 5 g se han 
convertido en vapor. ¿Cuanto calor se necesitó para 
lograr esto? 
10. En un recipiente se mezclan 4,5 litros de agua a 20 
ºC y 500 g de hielo a 0 ºC. Se introduce en el recipiente 
una barra de metal, de capacidad calorífica 
despreciable. 
a) ¿Cuál es la temperatura en el equilibrio? 
b) El conjunto se calienta en un hornillo que 
proporciona 5,000 cal/s, ¿cuál es la temperatura a los 
100 s? La longitud de la barra a 0 ºC es de 10 cm y su 
coeficiente de dilatación lineal es de 2x10-5 ºC-1. 
c) Obtener una expresión de la longitud de la barra en 
función del tiempo hasta t = 100 s. 
11. Un tubo cilíndrico de medio metro de longitud se 
introduce en mercurio hasta su mitad; después se tapa 
el extremo superior y se retira. Calcular la longitud de 
mercurio que quedará en el tubo y la presión del aire 
encerrado sobre él. La presión atmosférica es de 76 cm 
de mercurio. 
12. Un depósito contiene 50 kg de oxígeno a la presión 
p1= 10 atm y a la temperatura t1= 27 ºC. Se produce 
una fuga por donde escapa oxígeno y al cabo de cierto 
tiempo, localizada y tapada la fuga, la presión y la 
temperatura del depósito resultan ser p2= 6 atm y t2= 
20 ºC. ¿Qué cantidad de oxígeno ha escapado?