Anónimo
Como son los procedimientos para resolverlos
1. Un termómetro posee dos escalas: centigrada y fahrenheit 40° C ocupan una longitud de 18 cm. Calcular la longitud ocupada por 30°F. R. 7.5cm.
2. Calcular el coeficiente de dilatación del hierro si una varilla de este material que tiene 50 cm de longitud a 0°C se dilata 0.585 mm al elevarse su temperatura hasta 100°C. R: 0.0000117
3. ¿Qué calor desprenden 150 gm de hierro cuando su temperatura desciende de 120°C a 30°C? R. 1.552 cal.
2 respuestas
Haz un ejercicio por pregunta por favor. Ya que si alguno no lo sé responder podré responder los otros, aparte de que me interesa mucho más contestar tres preguntas porque son el triple de puntos. Aunque sean ejercicios sencillos siempre uno en cada pregunta.
1) Sabemos que la temperatura de fusión del hielo es 0ºC ó 32ºF
Y la del vapor de agua hirviendo es 100ºC ó 212ºF
De esto se deduce que la longitud de 100ºC es la misma que la de 212-32=180ºF
Haremos una regla de tres para saber cuantos ºC hay en 30ºF
180ºF -----> 100ºC
30ºF -----> x
x = 30·100 / 180 = 3000 / 180 = 300/18 = 50/3 ºC
Y ahora hacemos una segunda regla de tres para calcular la longitud de esos grados centígrados
40ºC -----> 18cm
50/3ºC ---> x
x = 18(50/3) / 40 = (900/3)/40 = 300/40 = 30/4 = 7.5 cm
Y eso es todo.
vale esta bien y gracias
Contesto por aquí a Sebastián que me pregunta desde Facebook.
Tiene la duda de porque la igualdad de 100ºC y 180ºF.
En realidad no es una igualdad, si pusiera 100ºC = 180ºF sería falso, lo que quiero decir es que el espacio de termómetro ocupado por 100ºC es el mismo que ocupan 180ºF.
Y eso es así porque la temperatura de fusión del hielo es
0ºC = 32ºF
y la del vapor de agua hirviendo es
100ºC = 212ºF
Como las dos escalas deben marcar temperaturas equivalentes, 0ºC y 32ºF estarán en la misma marca del termómetro y 100ºC y 212ºF estarán también el mismo sitio.
Luego la distancia ocupada por 100ºC - 0ºC = 100ºC es la misma que la ocupada por 212ºF - 32ºF = 180ºF
De ahí sale el primer término de la regla de tres
180ºF ----> 100ºC
Y el resto supongo que lo sabrás continuar.
- Respondiendo a la pregunta 2 se tiene:
La fórmula que mide la longitud nueva de una varilla L = Lo(1+α⋅Dt)
... Donde L es longitud final, Lo longitud inicial, α coeficienete dilat y Dt la diferencia de Tª. Sustituyendo se tiene:
(siendo Dt = tªfinal - tª inicial = 100 - 0 = 100), luego
500 mm + 0'585 mm = 500 mm (1 + α.100) que despejando se tiene:
500'585/500 = 1 + 100α ----> 500'585/500 - 1 = 100α
0'00117 = 100α ---> α = 0'0000117 (es adimensional)
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- Respondiendo a la pregunta 3 se tiene:
El calor específico del hierro (ojo, en estado sólido,,, en líquido no es igual).. es Ce = 450 J/Kg °K
Partiendo de que el calor viene dada por
Q = c·m·Dt
... Siendo, Q cantidad de calor, Ce el calor específico, m la masa en gramos y t el inceremento de Tª
Luego.. cantidad de calor desprendido
siendo Dt = Tª final - Tª inicial = 30 - 120 = (-90) "negativo", porque lo pierde o cede
Q = 450 J / Kg °K x ( -90 ºK) x 0.150 Kg = -6050 Julios ( negativos, porque los pierde.)
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1 caloria equivale 4.186 joules o julios , luego Q = -6060/4'186 --> Q = -6050/4'186 = -1552 cal
NOTA: El poder calorífico de los aceros (hierro aleado con otros metales: inoxidadbles, fundiciones, acero de chapas, acero de alta resistencia... hay muchos tipos), difiere un poco de unos a otros y tambien cambia ligeramente el valor Ce,,, por lo que le problema puede variar si en vez de hierro fue calculado con el Acero.
Cualquier duda particular... dímelo