Practica
Practica
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3. Dos varillas de acero y cobre ambas de 4 mm de diámetro y 2m de longitud a 40ºC, están unidas en
un extremo y el otro fijas a una par de paredes, las paredes son paralelas y distan 4 m de longitud.
Si la temperatura desciende a 10ºC, calcular el la tensión en el alambre en el punto de unión las
varillas α=11*10^-6 (ºC^-1)
4. Un aro delgado de hierro de radio de 1m tiene un alambre de cobre que está cruzando por el
diámetro del aro de hierro (soldado al aro) ¿seguirá siendo circular el aro, al calentarlo de 0 a
100ªC? Calcule las nuevas longitudes de los alambres
Coeficiente de dilatación del hierro = 12x10^-6 (ºC^-1)
Coeficiente de dilatación del cobre = 19x10^-6 (ºC^-1)
R.- Lf cobre = 2.004m y Lf hierro = 6.029m.
5. Un cubo de arista a y masa m flota en un líquido de densidad ρ . ¿Qué tanto más se hundirá el cubo
cuando la temperatura se eleve ΔT? Coef. de dilatación lineal del cubo es α y el coef. de dilatación
𝑚𝑚(𝛾𝛾−2𝛼𝛼)Δ𝑇𝑇
columetrica del líquido es γ R.- diferencia de profundidad= 2
𝜌𝜌𝑎𝑎 (1+2𝛼𝛼Δ𝑇𝑇)
6. Para calentar una pieza de hierro se gastaron 1.62MJ de calor. ¿en cuántos grados centígrados se
calentó la pieza y en cuánto aumento el volumen de la misma?, si su volumen inicial constituía
3000cm3. Considere calor especifico
7. Un sistema está constituido por la mezcla de 500g de agua y 100 de hielo a la temperatura de
equilibrio de 0ºC. se introducen a este sistema 200g de vapor de agua de 100ºC. suponiendo que la
mezcla está libre de influencias externas: a) hallar la temperatura de final del sistema, b) determine la
composición final del sistema. R.-a)100ºC b)mvapor =74 g
TRANSMISIÓN DE CALOR O PROPAGACIÓN DE CALOR
8. Determine el flujo de calor longitudinal a través de una pared troncocónica que separa 2 ambientes
a temperatura diferentes T y T/3, su conductividad térmica es K y sus diámetros son D y d.
𝜋𝜋𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾
R.- 𝐻𝐻 =
6𝐿𝐿
9. En una edificación se requiere reducir las pérdidas de calor por conducción a través de los vidrios
de espesor L a la décima parte, añadiendo vidrios del mismo espesor paralelos a los originales.
Calcular el espacio de aire que debe dejar entre láminas de vidrio , si K vidrio =36K aire R.-1.11L
10. En una tubería metálica cilíndrica delgada se transporta vapor a una temperatura de Ts = 100°C.
El tubo tiene un diámetro de 5.4 cm y está forrado con un espesor de 52 mm de fibra de vidrio
aislante. Esta pasa por el salón de longitud L = 6.2 y temperatura Tr = 11°C. a) ¿Cuánto calor se
pierde a través del aislante?, b) ¿Cuánto aislante adicional debe ser añadido para reducir a la mitad
la pérdida de calor? R.-a) 155 J/s, b) 230mm
11. A bajas temperaturas (por debajo de unos 50 K), la conductividad térmica de un metal es
proporcional a la temperatura absoluta: es decir, k = aT , donde a es una constante con un valor
numérico que depende del metal en particular. Demuestre que la razón de flujo de calor a través de
una barra de longitud L y área A en su sección transversal y cuyos extremos están a las
𝑎𝑎𝐴𝐴
temperaturas T, y T2 está dada por: 𝐻𝐻 = (𝑇𝑇12 − 𝑇𝑇22 )
2𝐿𝐿
TERMODINÁMICA DE GASES
17. Considere n moles de un gas ideal que describe un ciclo termodinámico ABCD recorrido en sentido
horario, AB y CD son adiabáticos, BC y DA isobaricos a las presiones PB y P A respectivamente. Si la
relación de calores específicos es γ, calcular:
a) El rendimiento termodinámico del ciclo
b) La variación de entropía en cada proceso, si los procesos isobáricos la relación de volumen es 3
𝛾𝛾−1
𝑃𝑃 𝛾𝛾
R.- ɳ=�1 − � 𝐴𝐴 � � ∗ 100%
𝑃𝑃𝐵𝐵
22. Encontrar la eficiencia del ciclo STIRLING, conformado por dos isotermas a 100 y 300 K y dos
isocoras. Considere γ=gas diatónico y una relación de compresión volumétrica de 2 R.-19.58%