TERMOMETRIA PROBLEMA Nº01.- Un termómetro esta graduado en escala de °C y otro en grados °X. Tal que guarde la relación de la figura. Determine la temperatura (en °C) cuando ambos termómetros presenten el mismo valor. a) 10 b) 20 c) -15 d) -25 e) -12
330°X
100°C
30°X
0°C
PROBLEMA Nº06.Ana y Diego construyen dos escalas termométricas. Para Ana el punto de ebullición del agua es a 110° y el punto de congelación 10°A. Para Diego el punto de ebullición es a 200°D y el punto de congelación a 20°D. Si en la escala de Ana marca 35°A. Determine cuanto marca en la escala Diego. a) 53°D b) 54°D c) 61°D d) 65°D e) 66°D PROBLEMA Nº07.- Un termómetro de mercurio tiene una escala que marca 0°X cuando la temperatura es de -20°C y marca 240°X para 100°C. Determine cuantos grados X corresponden a la temperatura humana de 37°C a) 37°X b) 57°X c) 114°X d) 74°X e) 94°X PROBLEMA Nº08.- Una plancha de tungsteno que se encontraba a 400°K, se calienta en 360°F y luego se enfría en 50°C. Determine la temperatura final en °C. a) 327°C b) 127°C c) 277°C d) 377°C e) 477°C
0°X ROBLEMA Nº02.- Un cuerpo inicialmente a 20°C experimenta un aumento de temperatura de 153°F. Si a continuación su temperatura disminuye en 18°K. Determine la temperatura final en °C. a) 85° b) 86° c) 87° d) 88° e) 89° PROBLEMA Nº03.- Determine a que temperatura un termómetro en la escala Fahrenheit es un número mayor en 50 que lo que marca un termómetro centígrado. a) 22.5° b) 23.0° c) 23.5° d) 24.0° e) 24.5° PROBLEMA Nº04.- Un termómetro señala +1° a la temperatura de congelación del agua y 99° a la de ebullición. Determine la verdadera temperatura correspondiente a una lectura de 25°C y a que temperatura resulta exacta la indicada por el termómetro. a) 24.5° y 50° b) 25.0° y 55° c) 30.5° y 50° d) 35.5° y 50° e) 24.5° y 30.5° PROBLEMA Nº05.La longitud de la columna de mercurio de un termómetro es 4cm cuando el termómetro se sumerge en agua con hielo y de 24cm cuando el termómetro se sumerge en vapor de agua hirviendo a condiciones normales. Determine la longitud que tendrá es una habitación a 22°C. a) 8.4cm b) 8.5cm c) 8.6 cm d) 8.7cm e) 8.8cm
DILATACION PROBLEMA Nº09.- Se tiene 200m de cable de aluminio. Si la temperatura del cable pasa de 12°C a la temperatura final de 32°C. Determine en que porcentaje cambio la longitud del cable en el proceso de dilatación. Si: a = 23m °C -1 a) 0.46% b) 0.50% c) 0.55% d) 0.60% e) 0.65% PROBLEMA Nº10.Determine las longitudes en cm de una varilla de latón y de una varilla de hierro para que tengan una diferencia de longitud constante de 5cm a todas las temperaturas. Los coeficientes de dilatación lineal del latón y del hierro son: 0.000018°C y 0.000012°C respectivamente. a) LL = 10cm y LH = 15cm b) LL = 15cm y LH = 20cm c) LL = 20cm y LH = 15cm d) LL = 12cm y LH = 7cm e) LL = 55cm y LH = 60cm PROBLEMA Nº11.- Una regla de acero, de un metro, es exacta a 0°C y otra a 25°C. Determine la diferencia entre sus longitudes a 20°C. a = 12 m °C -1 a) 30 x10 -3 cm b) 1.8 x10 -3 cm c) 32 x10 -3 cm 1
(a/b) para que el área comprendida entre ellos no varíe.
d) 54 x10 -3 cm -3
e) 18 x10 cm PROBLEMA Nº12.- Un reloj de péndulo de acero da la hora exacta en un lugar donde la g = 9.798m / s 2 y a la temperatura de 0°C. Si el reloj es llevado a otro lugar donde g = 9.8m / s 2 . Determine cuál debe ser la temperatura aproximada del ambiente de ese lugar para que siga funcionando correctamente. a) 18° b) 17° c) 16° d) 10° e) 31° PROBLEMA Nº13.Determine la temperatura que debe incrementarse (en °C) a ambas barras para que se junten en sus extremos libres. a 1 = 20 x10 -5 °C -1 y a 2 = 25 x10 -5 °C -1 a) 20° b) 45° 1m c) 78° L1 L2 d) 105° e) 180° 55cm
a)
LOa 1 + LO aB b) 1 - ( LOa B ) 2 c) a B - a B LO 2 LO a d) 1 - LO e) a B
L
b) 2
c) 2/3
d) 5 e) 11 PROBLEMA Nº17.- Una lámina cuadrada de lado “L” tiene un agujero de forma cuadrada de lado “ L1 ”. Al calentar la lámina se experimenta un cambio en su área igual a
L2 64
y
el
agujero
aumenta
en
L2 . 256
Determinar “ L1 ” en función de “L”. a) L/5 b) L/4 c) L/3 d) L/2 e) L PROBLEMA Nº18.Determine que cantidad de agua se derrama de una vasija de pírex llena con un litro del fluido, si se encuentra hasta el borde a 20°C. Si se calienta hasta 90°C. Los coeficientes de dilatación cúbica del pírex y del agua son a pirex = 9m °C -1 y a agua = 2.1x10 -4 °C -1 a) 14.87 cm3 b) 20.87 cm3 c) 22.87 cm3 d) 53.85 cm3 e) 87.87 cm3 PROBLEMA Nº19.- La grafica nos indica el comportamiento del volumen de una pieza de metal con relación a la temperatura. Determinar el coeficiente de dilatación lineal ( a ) del metal.
40cm
PROBLEMA Nº14.- Dos barras “A” y “B” se dilatan con respecto a la temperatura según la siguiente dependencia. Como se muestra en la figura. Determine “ a A ” en términos de “ a B ” y “ LO ” a)
7
A
a) a b) a c) a d) a e) a
2 B
= 10 -4 °C -1 = 2 x10 -4 °C -1 = 3x10 -4 °C -1 = 4 x10 -4 °C -1 = 10 -6 °C -1
115 100
0
T
20
170
PROBLEMA Nº20.Un recipiente de vidrio de capacidad1000cm 3 completamente lleno de mercurio es calentado desde 0°C hasta 100°C. Determinar el volumen del mercurio que se derramara. a Hg = 6 x10 -5 °C -1 y a VIDRIO = 1x10 -5°C -1
PROBLEMA Nº15.- Una lámina de bronce experimenta calentamiento del orden de 150°C. Determine en que porcentaje se habrá incrementado su área. Si: -1 a BRONCE= 18m °C a) 0.54% b) 0.55% c) 0.56% d) 0.60% e) 0.65% PROBLEMA Nº16.Se tienen dos triángulos equiláteros de materiales diferentes a B = 7a A . Los lados miden “a” y “b”. Determine la relación de sus lados
a) 15cm 3 b) 20cm 3 c) 7.5cm 3 d) 1cm 3 e) 12cm 3 2
80°C y 40gr de agua a 20°C. Determine la temperatura de equilibrio. a) 30°C b) 40°C c) 50°C d) 60°C e) 70°C PROBLEMA Nº28.- En un recipiente cuyo equivalente en agua es de 50gr, se encuentra 40gr de agua a 20°C. Si se vierten 110gr de agua a 80°C. Determine la temperatura de equilibrio de la mezcla. a) 51°C b) 52°C c) 53°C d) 54°C e) 55°C PROBLEMA Nº29.Determine la cantidad de agua (en Kg.) que se puede llevar al punto de ebullición (a presión atmosférica) consumiendo 5kw-h de energía. La temperatura inicial del agua es de 10°C. Se desprecian las pérdidas de calor. a) 0.48kg b) 0.50kg c) 0.78kg d) 0.38kg e) 0.28kg PROBLEMA Nº30.- En un calentador eléctrico de inmersión de 3125w se desea preparar te, para lo cual se debe hacer hervir 5L de agua inicialmente a 10°C. Determine el tiempo aproximado que se necesita para lograr el objetivo. (1cal=4.18J) a) 10min b) 2min c) 8.04min d) 2.06min e) 8.2min PROBLEMA Nº31.- El grafico muestra la temperatura “T” en función del calor absorbido por un líquido inicialmente a 0°C. Determine el calor especifico en la fase gaseosa en cal/g°C. Si el calor latente de vaporización es L=100cal/g.
PROBLEMA Nº21.- Un vaso cilíndrico de acero quirúrgico g = 3.15 x10 -5 °C -1 de radio r=0.05m y altura h=0.1m, experimenta un cambio de temperatura de 100°C. Determine el cambio porcentual de su volumen (en %). a) 0.32% b) 0.25% c) 0.11% d) 0.33% e) 0.10% CALORIMETRIA PROBLEMA Nº22.- Se tiene una masa de hielo de 10gr y a -20°C. Determine la cantidad de calor que es necesario para llevarlo a su total vaporización a 150°C Ce ( HIELO ) = 0.5cal / g °C C e (VAPOR ) = 0.5cal / g °C
C e( AGUA ) = 1cal / g °C
LV ( AGUA ) = 540cal / g
LF ( HIELO ) = 80cal / g a) 7.55Kcal b) 10kcal c) 15kcal d) 8kcla e) 2kcal PROBLEMA Nº23.- Se desea fundir un bloque de hielo de 10kg que se encuentra a 5°C de temperatura. Determine cuál será la menor cantidad de agua a 82.5°C requerida para fundir el bloque de hielo. a) 10kg b) 15kg c) 20kg d) 25kg e) 30kg
PROBLEMA Nº24.- Un calorímetro cuyo equivalente en agua es de 50gr contiene 300gr de agua a la temperatura de 30°C. Si se introducen 50g de hielo a 0°C. Determine la temperatura final de equilibrio. a) 17° b) 18° c) 19° d) 20° e) 21° PROBLEMA Nº25.- Un cubo de hielo cuya masa es de 50gr y cuya temperatura es de 10°C se coloca en un estanque de agua, el cual se encuentra a 0°C. Determine la cantidad de agua que se solidificara. a) 3.125gr b) 4.126gr c) 2.122gr d) 5.155g e) 3.122gr PROBLEMA Nº26.- En un calorímetro cuya capacidad calorífica es de 4cal/°C el cual contiene 20gr de agua a 20°C, se introducen 50gr de un mineral cuya temperatura es de 140°C, notándose que la temperatura final de la mezcla es de 60°C. Determine el calor específico del mineral. a) 0.16cal/°C b) 0.2cal/°C c) 0.24cal/°C d) 0.28cal/°C e) 0.32cal/°C
a) 1 b) 1,25 c) 1,5 d) 1,75 e) 2
Vap. 120 80
liq. –vap.
Liquido 1000 2000 3000 4000
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA PROBLEMA Nº32.31.- Un gas ideal realiza el proceso indicado recibiendo en el mismo 40KJ de calor. Determine el cambio que experimenta la energía interna.
PROBLEMA Nº27.- En un recipiente de 60cal/°C de capacidad calorífica que se encuentra a 60°, si se vierte 20gr de agua a 3
proceso PQM absorbe 20KJ de calor y realiza un trabajo de 7.5KJ. Determine la cantidad de calor que absorbe a lo largo del proceso PRM si realiza un trabajo de 2.5KJ. a) 12.5KJ
b) 20KJ c) 30KJ
(1)
6
(2)
d) 40KJ
(Q)
b) 13KJ
e) 50KJ
5
10
c) 15KJ
PROBLEMA Nº33.32.- Un gas ideal realiza el ciclo mostrado en donde: U 1 = 10 KJ , U 2 = 15KJ , U 3 = 18 KJ . Se pide
c) 6.5KJ
(2)
2
d) 7.5KJ e) 8.5KJ
0
PROBLEMA Nº38.Se muestra un cilindro de capacidad calorífica despreciable que contiene un gas ideal; a dicho sistema se le transfiere 200KJ en forma de calor y debido a ello, el gas experimenta el proceso indicado en la figura (P-V). Si el embolo absorbe 10KJ. Determine la variación de energía interna del gas. (De “A” hacia “B”)
(3)
(1) 2
0
e) 20KJ
a) 4.5KJ 5
a) 15KJ
5
PROBLEMA Nº34.Determine la ebullición de 2g de agua, el volumen a presión constante, varia en 680cm3. a) 4604J b) 4268J c) 4468J d) 4608J e) 4120J PROBLEMA Nº35.- 34.- Se tiene un gas ideal al cual se le suministra una cantidad de calor “Q”. Experimentando el proceso mostrado en la gráfica presión versus volumen. Determine “Q” (De “A” hacia “B”)
X=0
b) 20KJ c) 25KJ d) 30KJ
120
0
e) 50J
(B)
3
5 8 PROBLEMA Nº36.En el ciclo termodinámico se transfiere 1JK de calor en el proceso A hacia B. Si el trabajo en el ciclo es 0.6KJ. Determine la presión en el estado “C” a) 50KPa b) 100KPa c) 200KPa d) 300KPa
0.5
2
PROBLEMA Nº39..- Cuando el sistema pasa del estado “A” al estado “B” mediante los procesos ACB reciben 20000J en forma de calor y realiza 7500J de trabajo. Determine el calor que recibe el sistema a lo largo de la trayectoria ADB. Si el trabajo es 2500J.
c) 20J d) 22J
(A)
100
(A)
5
(B)
e) 35KJ
a) 12J b) 18J
(R)
(P)
d) 17.5KJ
determinar el calor neto.
b) 5.5KJ
(M)
0
a) 5000J b) 10000J
(C)
(B)
c) 12000J d) 15000J
e) 400KPa
PROBLEMA Nº37.36.- Cuando un sistema termodinámico experimenta el
