PROBLEMAS DE FISICA APLICADA II
1.-Un cilindro solido de aluminio, de 10 cm de radio de la base y 50 cm de altura se calienta de 0ºC a 100ºC, si para el aluminio α =34 x 10-6 /ºC calcular: a) Variación de su peso especifico 2.-Dos platinos, una de latón y otra de hierro están soldados en sus extremos y separados 2mm una de otra, si se aumenta la temperatura de10ºC a 200ºC. calcular el sodio del aro que se forma como consecuencia del calentamiento.
α laton = 0,0000019/ºC α hierro= 0,0000012/ºC 3.-Sobre una cierta porción de mercurio flota un cilindro de fierro en posición vertical a 0ºC el cilindro esta sumergido 0,573 de su altura si la temperatura se eleva 200ºC ¿en cuanto se sumerge el cilindro?
αFe = 0,000012 /ºC αhg = 0,000180 /ºC hi = 0,573 h
5.-Sea
una barra de laton de longitud “B” y coeficiente de dilatación “I” esta barra se quiere usar como diagonal de un cuadrado de lado “C” cuyo coeficiente de dilatación “ϐ” la temperatura inicial es 0ºC ¿A que temperatura se deben elevar? 6.-El peso especifico del hierro ala temperatura de 10ºC es 76,93 x 10 3 N/m3 ¿Cuál será su peso especifico a 120ºC? para el hierro: α=17x10 -6/ºC 7.- Cuando una pieza metalica se sumerge en el mercurio experimenta una perdida de peso de 0,91 N a la temperatura de 0ºC y de 0,971 N a 60ªC. calcular el coeficiente de dilatación lineal de la pieza metalica, si es correspondiente al del mercurio es a α=60x10 -6/ºC
8.-Un cilindro de aluminio se llena totalmente con 2kg de mercurio a la temperatura de 60ºC ¿Cuál será la capacidad del cilindro a 10ºC? αhg=60x10-6/ºC αal=24x10-6 /ºC ϐ1=13,6 g/cm3 : a 10ºC (del hg) 9.-Un cilindro tiene un diámetro de 50 cm exactos, se quiere rodear al cilindro con un aro de acero de 49.92 cm de diámetro. El coeficiente de dilatación lineal del acero es 12x10-6 /ºC. Si la temperatura en el momento de la medida es 17ºC, calcular hasta que temperatura debe calentare el aro para poder ajustar al cilindro. 10.-Dos barras metálicas superpuestas y soldadas por un solo extremo, presentan a cualquier temperatura la misma longitud. Calentando ambas barras a TºC la razón entre sus longitudes es: L1 = n L2
13.-Para enfriar 100 litros de agua a 90ºC a 10ºC contenido en un depósito, se hace circular a través de un tubo en serpentín agua a 0ºC después de su recorrido, el agua sale del tubo a 10ºC y circula a 2 litros de agua por segundo. ¿Cuánto tiempo pasara para que todo el agua del depósito este a 10ºC?
18.-Se hechan 3 litros de agua a 30ºC en un recipiente esférico de cobre, cuya capacidad es de 3 litros, a 0ºC la temperatura final es de 20ºC ¿Cuál es el espesor del recipiente a 0ºC? la densidad del agua a 30ºC es 0,9957
gCu=8,8 CeCu=0,095 cal/g ºC 19.-En un recipiente de aluminio de 100g de masa hay 3 litros de agua a 20ºC se calient 200g de hierro a 120ºC y se introduce en el agua 20.-En un recipiente de hierro de 40g de masa hay 50g de hielo a -30ºC. calcular la cantidadde vapor de agua a 150ºC que tiene que inyectarse para pasar el conjunto a 20ºC Ce del hielo=0,5 cal/g ºC Cg de hielo= 80cal/g Cv del agua= 540 cal/g Ce de hierro=0,12 cal/g ªC Ce del vapor de Agua=0,46 cal/g ºC 21.-Que cantidad de hielo no se funde si a 15kg de hielo a 0ºC. contenido en un recipiente de aluminio de masa 100g se le añade 1 litro de agua caliente a 70ºC Ceal =0,212 cal/g ºC CeH2O =1 cal/g ºC Cehielo =80 cal/g ºC 22.-Al llenar 5 litros de agua a 30ºC un recipiente semiesférico de aluminio que esta 0ºC se logra la temperatura de equilibrio a 25ºC calcular el espesor del recipiente de alumnio a 0ºC Ceal =0,212 cal/g ºC Densidad del Al = 2,7 g/cm3 Densidad del agua a 30ºC = 0,996g/cm3 23.-Se coloca una bola de hierro a 400ºC en una cavidad practicada en un bloque de hielo a 0ºC ¿Cuántos gramos de agua liquida se obtienen? CeFe=0,11 24.-Cuantos gramos de hielo quedaran después de mezclar 580g de hielo a 0ºC con 700 gramos de agua a 50ºC? 25.-Cual será la gradiente de una plancha metalica que tiene una superficie de 100 cm2 sie ne 10 min pesa 100 kcal. El k de metal es 0,18 26.-¿Cuál es el espesor “e” de una plancha de aluminio de 460cm2 de espesor si al calentar un lado a 80ºC la otra cara tiene solo 30ºC además para pasar 200 kcal demora 5 min. El k del alumnio es 0,48 27.-Dos planchas de 100 m2 de sección están superpuestas una es de cobre k=0,92 Y la otra de plomo k2= 0,08, la primera tiene un espesor de 6cm y la segunda de 4cm, si la temperatura que recibe la plancha de cobre es de 100ºC, la cantidad de calor que pasa a la parte superior de la plancha de cobre es 184kcal y lo que pasa a la parte superior de la plancha de plomo es de 20 kcal en 4 min ¿Cuál es la temperatura de la cara superior de la plancha de plomo? 28.-Una plancha de niquel tiene 0,08 cm de espesor y una diferencia de temperatura enre sus caras de 64ºC, se transmite 6,67 kcal/min a travez de 100 cm2. Calcular la conductividad térmica del niquel 29.-¿Qué gradiente térmica existirá en un plancha de alumnio se transmite 8 cal/g XºC? Km=0,5 cal/cm XºC, S=1cm2 30.-Calcular la cantidad de agua a 100ºC que se podría evaporar por hora y cm2 con el calor que se transmite de un aplnacha d eacero de 0,2 cm de espesor que tiene una diferencia de temperatura entre sus cara de 500ºC Kacero = 0,11 cal/cm ºC.S
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