5/25/2018 1. Deber Dilataci n T rmica

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Ejercicios de dilatacin trmica

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1.- Se colocan unas vas de acero para el ferrocarril cuando la

temperatura es de 5,0 C. Una seccin estndar de riel tiene entonces

12,0 m de longitud. Qu claro deber dejarse entre secciones de riel de

modo que no exista una compresin cuando la temperatura suba hasta

los 42 C? (acero=1110-6C-1)

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2.- Se tiene un alambre de bronce de 2 metros de longitud(bronce=19x10-6 C-1), uno de cuyos extremos dista 1 milmetro del

extremo de otro alambre de aluminio (aluminio=23x10-6C-1) de 1 metro

de longitud, cuando la temperatura es de 22 C. Los extremos

opuestos de los alambres estn apoyados en objetos slidos que lesimpiden expandirse en ese sentido. Calcular la temperatura a la que

los extremos de los alambres se tocan. El dibujo no est a escala.

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3.- Un pndulo de latn (LATN

=1910-6C-1) de un reloj se ajusta para que

tenga un perodo de 1s a 20 C. Cul es la temperatura de un cuarto que se

supone que se mantiene constante en el que se atrasa exactamente un

minuto cada semana?

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4.- Un recipiente de cierto vidrio, cuyo volumen es 1000cm3 a 0 C se

llena totalmente de mercurio que proviene de un sistema cuya

temperatura es tambin 0 C. Cuando el frasco y el mercurio se

calientan a 100 C, se derraman 15,2cm3 del lquido. Si el coeficiente de

dilatacin volumtrica del mercurio es 0,000182 C-1, Calcule el

coeficiente de dilatacin lineal del recipiente.

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5.- Una barra de metal de longitud L01=60cm se dilata 0,150cm cuando su

temperatura se aumenta desde 20 C hasta 120 C. Una barra de material

distinto pero de la misma longitud L02=60cm, se dilata 0,090cm para igual

intervalo de temperaturas. Supngase que se construye una barra de 60cm

de longitud, con dos trozos de los metales anteriores, de longitudes L01

y

L02, desconocidas. Esta barra sufre un cambio de temperatura de 100 C y

se dilata 0,130cm. Encuentre las longitudes de cada porcin de la barra

antes de dilatarse.

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6.- Cunta agua se derrama de una vasija de pyrex llena con un litro

hasta el borde a 20C, si se calienta hasta 90C?. Los coeficientes de

dilatacin cbica del pyrex y del agua son 9x10-6 C-1 y 2,1x10-4 C-1

respectivamente.

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7.- Se tiene un volumen de 960cm3 de Hg cuyo coeficiente de

dilatacin es 180x10-6 C-1esta dentro de un recipiente de 1000cm3de

capacidad (exacta), fabricado de un coeficiente 12,8x10-6 C-1. Si se

eleva la temperatura desde 0C a 250C, Qu ocurre con el sistema?

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8.- Un matraz de vidrio de 250cm3de capacidad se llena completamente con

mercurio a 20C. Cunto mercurio se derramar al calentar el conjunto

hasta 100C?. Los coeficientes de dilatacin cbica son:

Vidrio es 1,20x10-5 C-1

Mercurio es 18x10-5C-1

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9.- Una cinta metlica de 5 m es exacta a 15 C. Un da en que la

temperatura del ambiente es 35 C, se mide un terreno con esta cinta,

obtenindose 100 m de longitud. Cul es la verdadera longitud del

terreno? (metal)=1.2x10-5C-1

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10.- Calcular las longitudes en cm de una varilla de latn y de una varilla

de hierro para que tengan una diferencia de longitud constante de 5 cm

a todas las temperaturas. Los coeficientes de dilatacin lineal del latn

y del hierro son 0,000018 C-1y 0,000012 C-1respectivamente.