Guia TEMPERATURA y ESCALAS TERMOMÉTRICAS

TEMPERATURA y ESCALAS TERMOMETRICAS. TEMPERATURA: Es una forma de energía, que tiene su origen en el movimiento de las moléculas de los cuerpos y que se desarrolla por el roce o choque entre las mismas. Es aquella propiedad física que permite asegurar si dos o más sistemas están o no en equilibrio térmico. TEMPERATURA se define como: la energía cinética promedio de las moléculas internas de un material.

Las moléculas al interior de los cuerpos se encuentran en p constante movimient (agitación Térmica) p percibe a simple vista. Microscópicamente I movimiento: OF8 n queno que no se sentar tres tipos de TRASLACION: se mueven de un punto a otro. ROTACION: giran en torno a un punto (eje de giro) VIBRACIÓN: oscilan siempre entre dos puntos ubicados a una misma distancia del centro.

TRASLACION ROTACION VIBRACION Estos tres tipos de movimientos combinados son los que poseen energía cinética (Ec=h * m*v2 hay una relación lineal entre estas escalas. EQUIVALENCIA DE ESCALAS TERMOMÉTRICAS. Para pasar de Kelvin a Celsius: para pasar de Celsius a Fahrenheit: Para pasar de Kelvin a Rankine: Ejemplo: DEDUCCION RELACIÓN CELSUIS – KELVIN Se sabe que cuando el agua hierve (IOOOC) la escala Kelvin marca 373,15, y uando el agua se congela (00C) la escala Kelvin marca 273,15, entonces hacemos una gráfica K versus 0C.

Si buscamos la pendiente de esta grafica: Pendiente = (Yf – Yi)/(Xf – Xi) nos queda: (375,15 – – 0) 100/100 = 1 = m Reemplazamos este valor utilizando los puntos finales de la recta para despejar el valor del intercepto: Tk m*Tc+b 373,15 = I*IOO+ b 373,15- 100 = b El intercepto b vale 273,15 Luego entonces la relación entre la escala Celsius y la escala Kelvin es: Tk 1*Tc + 273,15 EQUILIBRIO TERMICO: Cuando dos o más sistemas se encuentran inicialmente con distintas temperaturas, y luego están en contacto directo de tal orma que sus temperaturas se equilibran y quedan ambos con la misma temperatura final.

TERMOMETRO: Es un instr irve para medir la 2 temperatura de los (86″F 1. 5. 500F en K (283K) 2. -La temperatura máxima de ayer en New York fue 770F. ¿A cuánto corresponde en ac y en absolutos (0 Kelvin)? (250C , 298CK) 3. -El día 23 de Enero de 1961 la temperatura mínima y máxima fueron 1 SOC y 300C respectivamente. ¿Cuantos OF varió la temperatura ese d[a? (2PF) 4. – ¿A que temperatura un termómetro centígrado marca lo mismo que un termómetro Fahrenheit? 5. – ¿A qué temperatura un termómetro Fahrenheit marca uméricamente el triple que el centígrado? 6. Una persona A inventa una escala de temperatura designando muy arbitrariamente los puntos fijos de su escala por -250 y 1750 correspondiente a las temperaturas de fusión del Hielo y a la temperatura de ebullición del alcohol (780C), respectivamente. Otra persona, B que observaba lo que hacia A marco también arbitrariamente -200 y 1400 para estas temperaturas . Expresar 500 A en By 1000 B en A. (400 B, 1250 A) 7. ¿A qué temperatura un termómetro Fahrenheit marca numéricamente el doble que 8. En Gran Bretaña aún se usa la escala Rankine, en donde la elación con la escala Kelvin es t0R = 9/5 t0K.

Determine los puntos de fu Sión y ebullición del agua en la escala Rankine. 9. La temperatura de ebullición del oxígeno es de 90,19K. Determine dicha 3 temperatura en las escalas renheit V Rankine. (-183; Fahrenheit y Rankine. (-183; -297; 162) 10. Expresar la temperatura normal del cuerpo, 370C , en las escalas: Fahrenheit, Kelvin y Rankine 11. El punto de ebullición normal del helio es 2,20K; una temperatura ambiente confortable es 2950K; la superficie del Sol está a una temperatura en torno a los 6. 000K; el Interior de una estrella está a una temperatura de lrededor de diez millones de K.

Expresar estas temperaturas en: a) Escala Celsius; b) escala Fahrenheit. 12. Termito acaba de inventar, para su uso personal, una escala termométrica, en donde se pudo saber que: la fusión del agua se produce a los 100 ctery cada grado ter equivale a 20C. Determine: a) la temperatura de ebu Ilición del agua en Oter, b) el 00ter en cc, c) el cero absoluto en cter. 13. Determine la variación térmica de un día de invierno en que se registra una temperatura mínima de 00C y una máxima de 120C, en: a) Grados Celsius, b) Kelvin, c) grados Fahrenheit. d) grados Rankine 4. n objeto A tiene una temperatura de -200C y otro B tiene una temperatura de 400C, se ponen en contacto y luego de un tiempo llegan a un equilibrio térmico en 150C. Determine cuántos grados subió el objeto Ay cuántos grados bajó el objeto B, 4DF8 15. Averigüe la temperatur de ebullición del cloro. de fusión y de ebullición del cloro. Con esos valores idee una escala termométrica donde la temperatura de fusión del cloro sea 00 y la de ebullición sea de 1000. Con esta escala ideada por usted encuentre, en grados Cloro, la equivalencia con: a) 1000C, b) 00C, c) 1000F, d) 00F, e) O K. 299 K 16.

Invente una escala termométrica que marque el 00 a los 100 K y los 1500 a los 2120F. Luego exprese en esta escala las siguientes temperaturas: a) 2120C b) 300 K c) 1000C d) 320F e) 890R 17. Busque los puntos de fusión (y de ebullición) del Alcohol y del Mercurio y cree una ecuación que permita pasar de grados Al a grados Mer. ¿A que temperatura un termómetro Al marca numéricamente el doble que el Mer? 18. Los puntos de Fusión y Ebullición del Aluminio son, respectivamente, 6600C y 24000C. Exprese estos valores de temperatura en: 19. Los puntos de Fusión y Ebullición del Cobre son, espectivamente, 10830C y 26000C.

Exprese este intervalo de temperatura en: Ejercicios de dilatación Una barra de longitud 100 20cm , se dilata al cambiar la temperatura de la habitación desde los -50C a 480C . Encuentre el largo final de la barra, si esta hecha de: 1. 1- Aluminio 5 Aluminio 1. 2. – Cobre 1. 3. – Acero 1. 4. – Plomo. 2. – Se tiene una superficie de metal que cubre el techo de un galpón, cuyas dimensiones sen 7,81 m y 8,93 m, cuando la temperatura ambiente es de 150C. Cuando la temperatura ambiente dos horas mas tarde es de 370C, se encuentra que la lamina mide aumentó su uperficie en un 0. 33%.

Encuentre el coeficiente lineal de la lamina. 3. – Se tiene un bloque de plata en forma cúbica de 45cm de lado, cuando la temperatura es de 30C. Si la temperatura se hace cambiar hasta alcanzar los 720C. calcule: 3. 1 – El volumen inicial del cubo 3. 2. – El volumen final del cubo 3. 3. – El volumen final si la temperatura aumenta hasta los 2000C 4. – un caño de hierro de radio 30cm por el cual circula vapor de agua tiene 100cm de largo. ¿Cual es el espacio libre que debe ser previsto para su dilatación, cuando la temperatura varíe desde -100C hasta los 1200C ( hierro 12 x 10 6 0C 5. Se tiene una pirámide cuadrada y un cono (ver fig) que inicialmente están a -80C, luego de un rato la temperatura aumenta hasta los 2300C. ¿Cuál de los dos cuerpos tuvo una mayor dilatación) si? 5. 1 Los dos son de hierro perfectamente en un eje de 4cm? 7. – una barra de hierro a 200C se introduce en un horno cuya temperatura se quiere determinar . EI alargamiento experimentado por la barra es un centésimo de su longitud inicial. Determine la temperatura del horno. 8. – Una esfera de plomo tiene un volumen de 100cm 3 a 50C. ¿Cuánto mide el radio a los 350C? 9. na plancha de acero tiene dimensiones de 4×6 m a 100C . Si se calienta a 600C. ¿Cual será su incremento de superficie? 10. – Se tiene un círculo de cobre de radio 1 m con un orificio en su centro, de radio 20cm . Cual será la superficie del anillo que se forma si: 10. 1- Se calienta desde los 00C hasta los 500C 10. 2. Se enfría desde los 500C hasta los 00C. 11. – Un marco de ventana es de aluminio, de dimensiones 60x100rn. En un día a 200C se Instala un vidrio de los que es mas afectado por el calor. ¿Cuantos milímetros menos que las medidas del marco, por lado, deberá tener el vidrio?

Si la oscilación térmica diaria puede ir desde los -20C hasta los 400C. 12. – Una plancha de vidrio tiene forma circular de radio 100cm a 500C. ¿A que temperatura su superficie disminuirá en un 1%? 13. – Una viga de hormigón del tipo que es menos afectada por el calor, tiene una longitud de 12m a -50C en una día de invierno. ¿Cuanto medirá en un día de verano a 350C? na regla patrón a 220C, de 14. – Se calibra una regla de modo que la distancia una regla de acero con una regla patrón a 220C, de modo que la distancia entre las divisiones numeradas es de 10mm. 14. ?Cuál es la distancia entre las divisiones cuando la regla esta a -50C? 14. 2. – Si se mide una longitud conocida de lm con la regla a esta baja temperatura. ¿Que porcentaje de error se comete al medir una longitud de 100 con la misma regla? 15. – Un instalador eléctrico, por no conocer los efectos del calor sobre los objetos, tiende en forma tirante un alambre de cobre de 100 metros de largo, en un día en que la temperatura es de 300C. Obviamente al bajar la temperatura a 00C, se cortará. ¿Cuántos milímetros mas largo debería haber sido el alambre para que no se cortara? 16.

En un tendido eléctrico de 100 km, se tienden dos cables paralelos, uno de aluminio y otro de cobre, las temperaturas de instalación inicial es de -50C . Sln hacer cálculos. ¿Cual será mas largo a los 200C? ¿Cuantos cm. mas largo será? 17. – Para tender una [nea férrea, se usan rieles de longitud 60m a 00C, se sabe que la oscilación térmica del lugar es entre los 00C y los 350C. ¿Que distancia deberá dejarse entre riel y riel para que no se rompan? 18. – La densidad del oro, a 200C es de 19,3 gr. /cm. 3 y su coeficiente de dilatación lineal es de 14,3 x 10 —6 IPC Hallar la densidad del oro a 900C 8