Temperatura

Manuel Alejandro Miranda Pérez

Física

Instituto IACC

21 de julio de 2014

NOMBRE: Temperatura 

INSTRUCCIONES: Desarrolle  claramente  cada uno de los tópicos solicitados, si es 

necesario apóyese por esquemas y/o gráficos

1. Expresar en la escala Kelvin las siguientes temperaturas:

Respuesta:

a) 50° C = 323°K

b) 0°C = 273°K

c) ‐ 35° C = 238°K

2. ¿Cuánto medirá a 40 °C un alambre de cobre que a 0 °C mide 3.000m?

Respuesta:

L(0) = L(01) x [1 + α(0 – 01)]

L (01) = 3.000m

0 – 01 = 40°C - 0°C = 40 °C

α = 1,7 x 10 - 5

L(0) = 3000 x [1+1,7x10 - 5*(40)]

L(0) = 3000 x 1,00068

L(0) =3002,04m

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3. Un recipiente de cinc de 50 cm3 está lleno de mercurio a una temperatura de 20 °C.

¿Cuánto mercurio se derramará si la temperatura asciende hasta 80 °C?

Respuesta:

Zinc:

Volumen inicial Vo = 50 cm3

Volumen final Vf = ?

α (Coeficiente de dilatación lineal del zinc) = 2,6 x 10-5 °C-1

γ (Coeficiente de dilatación volumétrica del zinc) = 3 α = 7,8 x 10*-5 °C-1

Variación de temperatura: Δt = t2 – t1= 80° - 20° = 60 °C

Desarrollo

Vf = Vo (1 + γ . Δt )

Vf = 50 [1 + (7,8 x 10-5) (60)]

Vf = 50 [1 + (0,000078) (60)]

Vf = 50 [1 + 0,00468 ]

Vf = 50,234 cm3

Mercurio:

Vo = 50 cm3

Vf = ?

α = 1,82 x 10-4°C-1

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γ = 3 α = 5,46 x 10-4 °C-1

Variación de temperatura: Δt = t2 – t1= 80° - 20° = 60 °C

Desarrollo

Vf = Vo (1 + γ . Δt)

Vf = 50 [1 + (5,46 x 10-4) (60)]

Vf = 50 [1 + (0,000546) (60)]

Vf = 50 [1 + 0,03276]

Vf = 51,638 cm3

El volumen derramado, hacemos una diferencia entre volumen del zinc y el del mercurio

Vmercurio - Vzinc= 51,638 - 50,234 = 1,404 cm3

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 4. ¿Cuáles deben ser las longitudes a 0 °C de dos varillas cuyos coeficientes de dilatación 

son 0,9  ∙  10‐5 °C‐1  y  1,7  ∙  10‐5 °C‐1 respectivamente, para que a cualquier

temperatura su diferencia sea de 50 cm? 

 Respuesta:

a) L2 = L1 [ 1 + α (T2 - T1)]

α1= 0,9 x 10 - 5°C-1

α2 = 1,7 x 10 - 5°C-1

1) L2 = 50[1 + 0,9 x 10-5(T)]

L2 = 50(1 + 0,9 x 10-5T)

L2 = 50 + 4,5 x 10-4T (m)

2) L2= 50[1 + 1,7 x 10-5 (T)]

L2 = 50(1 + 1,7 x 10-5T)

L2 = 50 + 8,5 x 10-4T (m)

5. Explique cuáles son las consecuencias de las propiedades termométricas del agua. 

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Cuando una sustancia se acrecienta o reduce su temperatura, ésta sufre variaciones en su

volumen (dilatación o contracción), pero se sabe que esta regla no se aplica al agua, ya que es

una excepción la cual se menciona como anomalía del agua. Por ello el hielo presenta una menor

densidad que el agua en estado líquido y, además, exhibe una baja conductividad térmica. Estas

propiedades explican que, a bajas temperaturas, el hielo queda en la superficie de los mares y

lagos y no se produce el congelamiento completo de estos depósitos naturales, posibilitando así

la existencia de variadas formas de vida acuática.

La ruptura de los enlaces de hidrógeno también es causa de gran parte del comportamiento

anómalo del agua sobrecalentada, así como de la energía extra que debe suministrarse para

romper esos enlaces (aumento del calor específico), y de que las moléculas se muevan más

libremente (efectos en la viscosidad, la difusividad y la tensión superficial)

En este grafico se observan las densidades del agua mientras varía su temperatura, y es entre los

0°C y los 4°C, cuando la densidad es menor, se produce la anomalía.

Bibliografía

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- Contenido Semana 4 - Curso Física - Carrera Prevención de Riesgos - Instituto IACC- 2014.

- Referencias: http://fisica1uni.blogspot.com/2010/12/anomalia-del-agua-el-agua-fria-pesa-

mas.html

http://es.wikipedia.org/wiki/

Agua_sobrecalentada#Explicaci.C3.B3n_del_comportamiento_an.C3.B3malo

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