PROBLEMAS RESUELTOS DE FISICA II DILATACIÓN DE CUERPOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL – OXAPAMPA.

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 Semestre: “III”

SEPARATA 03

DOCENTE:   Mg.  EDILBERTO CUEVA PÉREZ

OXAPAMPA -  2016

PROBLEMAS RESUELTOS DE FISICA II

DILATACIÓN DE CUERPOS

1.- Hallar la variación de volumen experimentada por un bloque de fundición de 8 cm x 12cm x 7 cm al calentarse desde 15°C a 47°C

Coeficiente de dilatación de la fundición es 0.0001 1/°C

 Solución:

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2.- Una barra de hierro con temperatura a 20°C tiene una longitud inicial igual a 300cm. El coeficiente de dilatación lineal del hierro 1,2 x 10-5/°C. Determinar el alargamiento de la barra a 120°C.

Solución:

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Nota: se puede calcular también la longitud final y restar al final

lf da 300,36 cm.

3.- Un riel de aluminio de 30 m a 20°C se dilata, al aumentar la temperatura a 60°C sabiendo que el coeficiente de dilatación lineal del aluminio es de 2,4 x10-5 1/°C. Determine la variación de longitud del riel.

Solución:

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4.- al aumentar la temperatura de un cuerpo de 10°C a 210°C, el volumen de un cuerpo sólido aumenta 0.02 cm3. Si el volumen del cuerpo a 10°C era 100 cm3. Determine los coeficientes de dilatación volumétrica del material que constituye el cuerpo.

Solución:

Hay que calcular el coeficiente de dilatación partir de:

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Este resultado es el coeficiente lineal, por lo tanto, el coeficiente volumétrico es el triple de este resultado.

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5.- una regla de acero de aproximadamente 1 m de longitud mide exactamente 1m a la temperatura de 0°C. Otra regla mide exactamente 1m a 25°C. ¿Cuál será la diferencia de temperaturas de las reglas a la temperatura de 20°C αac = 12x10-6°C.

Solución.

Experimentalmente se encuentra que el cambio de longitud ∆l es proporcional al cambio de temperatura ∆t y la longitud inicial lo por lo tanto se puede escribir.

………………………….(1)[pic 28]

Donde α es un coeficiente de proporcionalidad denominado “coeficiente de dilatación lineal” y es distinto para cada sustancia.

Según los datos del problema.

Regla 01  

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Regla 02    

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T = 20°C para las dos reglas

α.ac = 12 x 10-6 /°C

de la ecuación N° 01

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Reemplazando los datos del problema en (2)

La longitud para la regla 1 a 20°C será:

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La longitud para la regla 2 a 20°C será.

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Por lo tanto, la diferencia de longitudes de las reglas a la temperatura de 20°C será:

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6.- Un gas se expande desde i hasta f por tres trayectorias posibles, como se indica en la figura. ¿Calcular el trabajo realizado por el gas a lo largo de las trayectorias (iAf), (if), (iBf) considerar los valores dados en la figura?

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Solución:

Se calcula el área bajo la curva en cada proceso. De la figura se tiene los datos: Pi = 4atm = 4.05 x 105 Pa;  P f  = 1 atm = 1.013 x 105 Pa; Vi = 2 lit = 0.002 m3 = VB y VA = 4 lit = 0.004 m3 = Vf

Trayectoria (iAf)

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 Trayectoria (if)

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Trayectoria (iBf)

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 7.- calcular la cantidad de calor necesario para transformar un gr. Hielo a -30°C en vapor de agua hasta 120°C

Solución:

Es conveniente analizar cada proceso físico en forma separada. Donde H se refiere al hielo, A al agua y V al vapor.

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