Área: CIENCIAS NATURALES

INSTITUCIÓN EDUCATIVA Asignatura: FÍSICA

DULCE NOMBRE DE JESÚS Docente(s): EDWIN AGUAS
Correo(s):
edwinjoseaguasc@gmail.com
GUÍA DE TRABAJO #1 Periodo: I
Fecha:1 de febrero de 2021
Comprende y usa conceptos, teorías y modelos de la mecánica
Competencia:
de fluidos en la solución de problemas de la vida cotidiana.
Explico el comportamiento de fluidos en movimiento y en
Estándar
reposo
Tema 1. MECANICA DE FLUIDOS
ANTES DE REALIZAR LAS GUIAS, FAVOR TENER EN CUENTA LAS SIGUIENTES ORIENTACIONES
Y RECOMENDACIONES.

1. Estudiar detalladamente los conceptos y los ejemplos contenidos en las guías, de tal forma que se
comprendan y aprendan significativamente.
2. Resolver los ejercicios del taller con base en los aspectos o temas que se estudiaron y aprendieron de la
respectiva guía, aplicando el procedimiento correcto y escribiendo la respuesta en forma Clara.
3. Responder Únicamente lo que se le pregunte y no olvidar escribir el nombre completo con su respectivo
grado y grupo en forma Clara.
4. Cumplir correctamente con las fechas de entrega de los talleres. El alumno que no cumpla con este
requerimiento se le aplicará lo establecido en el manual de convivencia.
5. En caso de tener preguntas o dificultades relacionadas con las guías y/o talleres, mi horario de atención y
asesorías mediante llamadas Vía celular o WhatsApp en horas de la mañana.
6. Recomendación. Aplicar: “Como estudiar matemáticas.
“Técnicas que mejorarán tu aprendizaje”
 Práctica, práctica y más práctica.
 Revisa los errores para no volver a cometerlos.
 Domina los conceptos claves -Consulta tus dudas
 Crea un ambiente de estudio sin distracciones
 Crea un diccionario matemático
 Aplica problemas al mundo real.
7. IMPORTANTE: Absténgase de cometer algún tipo de plagio o fraude (pedir prestado la solución de los
talleres, pagar para que le hagan los talleres, y cualquier tipo de copia) estaré dispuesto a aclarar las dudas
y dar orientaciones para el desarrollo de cada uno de los talleres en los horarios correspondientes y por los
medios que sea necesario.
 Área: CIENCIAS NATURALES
INSTITUCIÓN EDUCATIVA Asignatura: FÍSICA
DULCE NOMBRE DE JESÚS Docente(s): EDWIN AGUAS
Correo(s):
edwinjoseaguasc@gmail.com
GUÍA DE TRABAJO #1 Periodo: I
Fecha:1 de febrero de 2021
Comprende y usa conceptos, teorías y modelos de la mecánica
Competencia:
de fluidos en la solución de problemas de la vida cotidiana.
Explico el comportamiento de fluidos en movimiento y en
Estándar
reposo
Tema 1. MECANICA DE FLUIDOS
CRONOGRAMA DE ENTRGA OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:

Actividad Tiempo de Fecha de  Comprender y usar conceptos, teorías

y modelos de la mecánica de fluidos en
dedicación entrega
la solución de problemas de la vida
Prueba Una hora 1 a 5 feb cotidiana.
diagnóstica
APRENDIZAJES PREVIOS:
Actividad 1 Dos horas 1 a 5 feb • Concepto de densidad
Actividad 2 Dos horas 6 a 12 de fe • Concepto de fluido

Actividad 3 Dos horas 6 a12 de feb CONCEPTUALIZACION

Actividad 4 Dos horas 13 a 19 fe Los miles de fenómenos físicos en nuestro

planeta son sólo una parte de una de las
Actividad 5 Dos horas 20 feb a 6 de mar cinco áreas de la física:

Actividad 6 Dos horas 8 de mar a 20 de mar 1. LA MECÁNICA CLÁSICA: Se

relaciona con el movimiento de objetos
Actividad 7 Dos horas 22 de mar al 3 de abr que se mueven a velocidades pequeñas
comparadas con la velocidad de la luz.
Actividad 8 Dos horas 4 abr al 9 Abr
2. LA RELATIVIDAD: Es la teoría
INTRODUCCION que describe objetos que se mueven a
cualquier velocidad, incluso aquellos
El conocimiento de la física resulta cuyas velocidades se aproximan a la de la
esencial para comprender nuestr o mundo. luz.
Ninguna otra ciencia ha intervenido en
forma tan activa para revelarnos las causas 3. LA TERMODINAMICA: Trata
y efectos de los hechos naturales. Basta dar con el calor, el trabajo y el
un vistazo al pasado para percibir que la comportamiento estadístico de un gran
continuidad entre la experimentación y el número de partículas.
descubrimiento a barca desde las primeras 4. EL ELECTROMAGNETISMO:
mediciones de la gravedad, hasta las Comprende la teoría de la electricidad, el
últimas conquistas de la era espacial. Por magnetismo y los campos
medio del estudio de los objetos en reposo electromagnéticos.
y en movimiento, los científicos han
encontrado leyes fundamentales que 5. LA MECÁNICA CUANTICA:
tienen amplias aplicaciones en ingeniería Teoría que estudia el comportamiento de
mecánica. La investigación acerca de la las partículas en el nivel su microscópico,
electricidad y el magnetismo produjo así como el mundo macroscópico.
nuevas fuentes de energía y métodos
novedosos para distribuirlas, con la MECÁNICA DE FLUIDOS
finalidad de que la aproveche el ser Competencia: Explica el comportamiento
humano. La comprensión de los principios de fluidos en reposo y en movimiento
físicos que rigen la producción de calor, mediante los argumentos del concepto de
luz y sonido nos ha aportado presión y los principios de Pascal,
innumerables aplicaciones que nos Arquímedes, Bernoulli y Torricelli.
permiten vivir con más comodidad y
aumentan nuestra capacidad para Objetivos
adaptarnos a nuestro entorno.
 1. Identificar las leyes y principios presión y la densidad del fluido
de la hidrodinámica circundante.
2. Aplicar las leyes de la En el estudio de la mecánica de fluidos
hidrodinámica en la explicación y veremos que no se necesitan principios
solución de problemas físicos nuevos para explicar efectos como
3. Aplicar los principios la fuerza de flotación sobre un objeto
fundamentales de la mecánica de sumergido y la elevación dinámica del ala
equilibrio y movimiento de los de un avión.
fluidos RAMAS DE LA MECÁNICA DE
4. Enunciar los principios de Pascal FLUIDOS: Se divide en las siguientes
y Arquímedes ramas:
5. Generalizar las leyes de la  Hidrostática: estudia el
hidrodinámica aplicando el comportamiento de los fluidos,
teorema de Bernoulli considerados en reposo o equilibrio.
 Hidromecánica: estudia el
En general, la materia se clasifica comportamiento de los fluidos,
como uno de tres estados: sólido, cuando se encuentran en movimiento.
líquido o gaseoso. Por la experiencia  Neumática: particulariza la
cotidiana sabemos que un sólido tiene hidrostática e hidromecánica al
volumen y forma definidos. Un ladrillo estudio de los gases.
mantiene su forma y tamaño día tras  Hidráulica: utiliza los conceptos
día. Sabemos también que un líquido estudiados en los tres campos
tiene un volumen definido, más no una anteriores en las aplicaciones técnicas.
forma definida. Por último, un gas no
DENSIDAD: Se debe aclarar la relación
tiene ni volumen ni forma definidos.
del peso de un cuerpo con su volumen
HIDROSTÁTICA correspondiente. Si consideramos el
plomo y el hierro, se dice que son cuerpos
Estas definiciones nos ayudan a ilustrar los pesados, en tanto que la madera o el
estados de la materia, aunque son un poco corcho se consideran ligeros, lo que
artificiales. Por ejemplo, el asfalto y los realmente significa es que un cubo de
madera es más ligero que un cubo de
plásticos por lo general se consideran plomo del mismo tamaño. Los términos
sólidos, pero durante largos espacios de pesado y ligero son términos
tiempo tienden a fluir como líquidos. comparativos.
Asimismo, la mayor parte de las sustancias 
puede ser un sólido, líquido o gas (o  Es posible que un cubo de plomo
combinaciones de éstos), según la pese lo mismo que un cubo de
temperatura y presión. En general, el madera, aunque sus tamaños
relativos difieren
tiempo que tarda una sustancia particular
considerablemente.
en cambiar su forma en respuesta a una 
fuerza externa determina si consideramos Lo anterior se muestra en la siguiente
a la sustancia como un sólido, líquido o figura:
gas.
Un fluido es un conjunto de moléculas
distribuidas al azar que se mantienen
unidas por fuerzas cohesivas débiles y por
fuerzas ejercidas por las paredes de un
recipiente. Tanto los líquidos como gases
son fluidos, fluyen libremente y llenan los
recipientes que lo contienen.
Una prensa hidráulica utiliza la presión
del fluido para levantar cargas pesadas. La La cantidad que relaciona el peso de un cuerpo
estructura de los depósitos de agua, las con su volumen se conoce como peso
presas y los grandes tanques de petróleo se específico p, que se define como la razón de
determinan en gran medida por su peso W a su volumen V. Las unidades son
consideraciones de presión. El diseño de el newton por metro cúbico (N/m3), la DINA
barcos, submarinos y globos por centímetro cúbico (d/ cm3).
meteorológicos deben tomar en cuenta la 𝑾
𝒑= ⇒ 𝑾 = 𝒑𝑽
𝑽
JEMPLO: Si un cuerpo pesa 35N y ocupa gr 103 kg
un volumen de 7m3, te será fácil decir que   7.8  7.8 Simplificando
cm3 106 m3
su densidad de peso o su peso específico es
103 kg  106 kg 
de 5N/m3.   7.8 6 3  7.8  3 3  
10 m  10 m 
Como el peso de un cuerpo no es  1000kg  kg
constante, sino que varía de magnitud de   7.8    7800 3
 m 
3
m
acuerdo con su ubicación, se hace
necesario tener una relación más útil para Luego podemos concluir que:
gr kg
la densidad teniendo en cuenta la masa que   7.8 3  7800 3
es una constante universal, independiente cm m
de la gravedad, esta relación es la Ejemplo 2
densidad de masa o simplemente
densidad, que se define como la razón de Un recipiente de aluminio tiene una
su masa m a su volumen V. capacidad interior de 96cm3. Si el
𝒎 recipiente se llena totalmente de glicerina,
𝝆= ⇒𝒎=𝝆⋅𝑽 ¿qué cantidad de glicerina llena en
𝑽
Las unidades de uso frecuente para la kilogramo el recipiente?
densidad son el kilogramo por metro
cúbico (kg/m3) y el gramo por centímetro Solución
cúbico (g/cm3). Hay que sacar los datos que nos dan
Capacidad significa volumen
Para encontrar la relación entre el peso Luego V=96cm3
específico y la densidad se tiene en cuenta ¿Qué cantidad de glicerina llena en
que W = m g. Es decir: kilogramo el recipiente? En kilogramo se
p = ρg refiere a masa
m?
Densidades de algunas sustancias 𝒎
𝝆= ⇒𝒎=𝝆⋅𝑽
Sustancia Densidad (g/cm3) 𝑽
Acero 7.8 Según la fórmula anterior se necesita la
Aluminio 2.7 densidad de la glicerina la cual es según
Bronce 8.6 la tabla 1.26g/cm3, pero se necesita el
Cobre 8.9 resultado en kg, por tanto se procede de
Hielo 0.92 igual forma como el ejemplo anterior
Hierro 7.8 gr 103 kg
  1.26 3  1.26 6 3 Simplificando
Oro 19.3 cm 10 m
Plata 10.5  10 kg 
3
 106 kg 
Platino 21.4   1.26  6 3   1.26  3 3  
 10 m   10 m 
Plomo 11.3
 1000kg  kg
Agua 1   1.26    1260 3
 m 
3
Alcohol etílico 0.81 m
Benceno 0.90 Luego podemos concluir que:
Glicerina 1.26 gr kg
  1.26 3  1260 3
Mercurio 13.6 cm m
Reemplazando en la formula se tiene
Vamos a expresar las anteriores
densidades a kg/m3  
kg  3 
m   V  1260 96  10 6
m
Ejemplo 1 m3  se pasa de cm3 a m3 
 
Expresar en kg/m3 la densidad del acero.
1260(96)kg 1260(96)kg
m   0.12096kg
Solución 106 1000000
Hay que tener en cuenta que
1kg=1000g entonces 1g=10-3kg
1m3=1000000cm3 entonces 1cm3=10-6m3 También se puede hacer de la siguiente
forma:
gr
Luego   7.8 reemplazando las
cm3
equivalencias anteriores se tiene
m   V  1, 26
g
cm 3 96 cm   120.96 g
3
UNIDADES: En el sistema internacional,
a N/m2 se le da el nombre de pascal (Pa).
lo convertimos a kg m  120.96 g  120.96 10 kg 
3

El kilopascal (Kpa) es la medida más

 m  0.12096kg
apropiada para la presión de un fluido.
1 Kpa = 1000 N/m2
ACTIVIDAD 1

En el sistema CGS, se da en d/cm2

denominada una baria, esta es una unidad
muy pequeña y se utilizan los siguientes
múltiplos:
Teniendo en cuenta el procedimiento
anterior, exprese a kg/m3 las densidades 1 bar = 106 barias
restantes de la tabla anterior
1. Aluminio 1 milibar = 103 barias = 10-3 bar
2. Bronce
3. Cobre Por ejemplo:
4. Hielo Los zapatos de Juan tienen una superficie
5. Hierro
de 120cm2. Si Juan pesa 600N, calcula la
6. Oro
presión que ejerce cuando se apoya sobre
7. Plata
8. Platino uno de sus zapatos.
9. Plomo Solución
10. Agua
11. Alcohol etílico Recordamos la fórmula
12. Benceno F 600 N
13. Glicerina P  luego P  en este caso
A 120cm2
14. Mercurio
hay que convertir el área que está en cm2 a
15. ¿Cuál es la densidad de una
m2
sustancia, si 246g ocupan un
600 N 10 
volumen de 33.1 cm3? 4
600 N 600 N
16. ¿Qué capacidad debe tener un P  
recipiente destinado a contener 120cm2 120 104 m2  120m2
400g de alcohol etílico? P  50000 P  50kp
17. Cierta aleación de oro y plata tiene
una masa de 2174g y un volumen
145cm3. ¿Qué cantidad de oro y PRESIÓN ATMOSFÉRICA
plata hay en la aleación? Es la fuerza que la atmósfera ejerce la
18. ¿Qué masa en kilogramo tiene un superficie terrestre.
pedazo de hierro de 600cm3?
La atmósfera es una enorme masa gaseosa
PRESIÓN: Se encuentra con frecuencia de aire compuesta por Nitrógeno en un
que la eficacia de una fuerza depende del 78,03%, Oxígeno en un 20,94% y otros
tamaño del área en donde se ejerce. Así, gases, que envuelve totalmente a nuestro
una mujer con zapatos de tacón fino planeta. La densidad de la atmósfera
causará daño mayor al piso que una que disminuye a medida que se asciende y a
tuviera zapatos de tacón plano. Aunque en grandes alturas, se hace prácticamente
cada caso ejerce la misma fuerza hacia
nula.
abajo, con los tacones finos el peso se
distribuye en un área menor. Se define La presión atmosférica no alcanza su
presión a la fuerza normal máximo valor a nivel del mar, sitio en el
(perpendicular) por unidad de área. Se cual decimos que la presión es de
condensa en la siguiente fórmula: 1atmósfera (760mm Hg) (pero se toma
𝑭
𝑷= como patrón de medida) y va
𝑨 disminuyendo progresivamente a medida
Donde A es el área sobre le cual se aplica que ascendemos. Así, por ejemplo, la Patm
la fuerza perpendicular F. La unidad de en Cartagena (a nivel del mar) es superior
presión es la razón de cualquier unidad de a la de Bogotá (a 2600m de altitud).
fuerza por una unidad de área
PRESIÓN HIDROSTÁTICA: La presión en cada punto es:
Es la presión que ejercen las partículas de
PA    g  hA
líquido estático sobre un cuerpo que está
sumergido en el mismo. Esta presión PB    g  hB
depende de la altura del líquido sobre el Por lo tanto la diferencia de presiones es:
recipiente que lo contiene, de su densidad
y de la aceleración gravitacional.
PA  PB    g  hA    g  hB

Consideremos una superficie de área A

   g   hA  hB 
situada en el interior de un líquido de  PA  PB    g  h
densidad  a una profundidad
h, como en la figura.
Este resultado muestra que la
La fuerza F que soporta esa diferencia de presiones entre dos
superficie es el peso de la puntos de un líquido es igual al
columna de líquido que hay producto de la densidad del líquido
por encima de ella, es decir: por la aceleración gravitacional y
por la diferencia de profundidades
entre los dos puntos y es conocido
F  peso  m  g como “PRINCIPIO FUNDAMENTAL
 F   v  g    A h  g DE LA HIDROSTÁTICA”
F  A  h g Si el punto 1 se considera en la superficie
P 
A 
A del liquido, la presión en el punto 2 está
 P    g h determinada por la profundidad a la cual
se encuentra.
Lo anterior recibe el nombre de ecuación El principio fundamental de la
fundamental de la hidrostática y muestra hidrostática explica el por qué la
que la presión en un punto de un fluido no superficie libre de un líquido horizontal y
depende del volumen de líquido que hay en los vasos comunicantes,el por qué e
liquido alcanza en todos el mismo nivel,sin
por encima de dicho punto y es
importar la forma del recipiente.
proporcional a la densidad ρ del líquido, a
la aceleración de la gravedad g del sitio y ANALIZA EL SIGUIENTE
a la profundidad h a la cual se encuentre PROBLEMA
dicho punto. Ejemplo 1:
Calcular la presión hidrostática que
A partir de esta ecuación también
experimenta un buzo,que está sumergido
concluimos que: “dos puntos situados a la
20m bajo el nivel del mar.
misma profundidad en el interior de un (δ = 1.03g/cm3 )
líquido están a la misma presión”.
Solución
Si las presiones en dos puntos, situados a Aplicamos la siguiente fórmula
la misma profundidad, fueran diferentes, P    g h
el líquido fluiría hasta hacer que la
presión se igualara, alcanzando la
se tiene  densidad agua de mar  1,03g / cm3
situación de equilibrio. Pr ofundidad  h  20m
Consideremos dos puntos A y B cuyas Como la densidad está expresada en g/cm3
profundidades dentro de un líquido en tenemos que expresarla a kg/m3 ya que la
equilibrio son hA y hB, respectivamente. altura está en metros, aunque también se
puede calcular realizando la conversión
de metro a centímetro.
Como ya se explicó la conversión de
g/cm3 a kg/m3 obvia dicho paso por tanto
se tiene  Am  1,03g / cm3  1030kg / m3
Ahora si podemos remplazar en la fórmula
P    g  h   Am  g  h
kg m
luego P   Am  g  h  1030
3
.9,8 2 .20 m
m s
m N
P  201880kg. 2 2  201880 2  El concepto de presión hidrostática se
sm m puede emplear para calcular la densidad de
P  201880 pasc algunos liquidos

EJEMPLO 2:
Un tanque está lleno de gasolina ( =
0.7gr/cm3) calcula la presión hidrostática
a 18cm de profundidad.

Solución
Si en un tubo de U como en el que se
muestra en la figura se echa mercurio,
EJEMPLO 3: observamos que en las dos ramas el nivel
Un hombre de 80kg de masa está parado que alcanza es el mismo.
sobre una plataforma circular de 10cm de Si tenemos un líquido cuya densidad es
radio. La plataforma es colocada sobre un desconocida y lo echamos en la rama
fuelle lleno de agua que a su vez se izquierda del tubo en U, ese líquido ejerce
comunica con un tubo vertical. ¿A qué una presión sobre el mercurio provocando
altura sube el agua por el tubo? un desnivel en las dos ramas.
La presión en el punto uno debido a la
columna del mercurio, es igual a la presión
en el punto 2 debido a la columna del
líquido cuya densidad es desconocida
P1  P2
Solución  Hg gh1   x gh2
Los valores de h1 y h2 se miden
Primero hallemos la presión ejercida por el directamente y de esta forma se calcula el
hombre sobre la plataforma circular así: valor de la densidad desconocida  x
F peso del hombre  Hg gh1   x gh2
P 
A área círculo
 gh  h Es importante
 x  Hg 1   x  Hg 1
m g 80 kg  10 m 2
gh2 h2
P  s  26666.6 Pa
  r2    0.1
2 aclarar que esta experiencia se puede hacer
siempre que los líquidos no se mezclen

Ahora esta presión es transmitida al fuelle Consultar la solución

y por lo tanto al agua dentro de él. De ACTIVIDAD 2
modo que:
P
P    g h  h 
g
26666.6 Pa
h   h  2, 6m
1000 kg 3  10 m 2
m s   1. ¿Cuál es la presión a una profundidad
de 1240m bajo el agua de mar? ¿Qué
fuerza actúa sobre una superficie de 4
m2 calculados a esta profundidad?
PARADOJA HIDROSTÁTICA 2. Un hombre de 100kg de masa está
Los siguientes recipientes contienen hasta parado sobre una plataforma circular
el mismo nivel, todos tienen la misma área de 12cm de radio. La plataforma se
en la base, por lo tanto, la presión en el coloca sobre el fuelle lleno de agua que
fondo debe ser la misma. ¿Por qué al a su vez se comunica con un tubo
colocar los tres recipientes en una vertical, ¿A qué altura sube el agua por
balanza, estos tienen diferente peso? el tubo?
3. Un tubo doblado en U contiene agua y E   H 2O .Vesf .g
aceite de densidad desconocida. La
4 3
altura del agua respecto a la superficie E  1g / cm3.   3,14  3cm   980cm / s 2
de separación es de 9 cm y la altura de 3 
la columna de aceite es de 0,6 cm. E  110835,3d
¿Cuál será la densidad del aceite?
4. En un tubo doblado en U hay mercurio C. calculamos la fuerza resultante, el cual
y cloroformo (   0,66 g / cm3 ). Si la resulta de restar el peso de la esfera de
altura de la columna del mercurio es de hierro menos el peso del volumen
4 cm. ¿cuál será la altura de la columna desocupado llamado empuje
del cloroformo? FR  W  E
FR  864516d  110835d
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
FR  753680.7 d
AL sumergir total o parcialmente un
cuerpo en un fluido éste experimenta una
fuerza adicional vertical dirigida de abajo d. para calcular la aceleración de la esfera
hacia arriba llamada empuje y de magnitud utilizamos la fórmula de la segunda ley de
igual al peso del fluido desocupado newton
F  ma
Ejemplo FR
FR  ma  a 
Una esfera de hierro de 3 cm de radio se m
deja caer en un estanque lleno de agua de F 753680.7 d
a R  
120 cm de profundidad. Calcular m  Fe .V
1. Peso de la esfera 753680.7 d
2. Empuje a  854.35cm / s 2
 4 
7,8 g / cm3 .  (3,14)  3cm  
3
3. Fuerza resultante
4. Aceleración de la esfera 3 
5. Tiempo que tarda en llegar al a  854.35cm / s 2

fondo
e. como la esfera se deja caer significa que
SOLUCIÓN la velocidad inicial es cero
cero
at 2
w  m. g y  vit 
 peso masa gravedad 2
 at 2
a). Recordemos que  por tan to y , pero y  120
 w  m .g 2
 esf fe
2y
 2 y  at 2  t 2  
Pero no conocemos la masa, solo la a
gravedad. En este caso utilizamos la 2y 2 120cm 
fórmula t t   0,53s
a 854.35cm / s 2
m   (densidad )v(volumen) t  0,53s
m  v
 Fe  7.8 g / cm3 (densidad del hierro) ACTIVIDAD 3
4
v   r 3 volumen de una esfera 1. UN bloque de madera de densidad
3
Por tanto 0,6g/cm3 y dimensiones
80cmx10cmx5cm flota en el agua.
wesf  m fe .g
Calcular la fracción de volumen que
wesf   Fe .vesf .g permanece sumergida
4 3
wesf   7.8 g / cm3    3,14  3cm    980cm / s 2 
3 
wesf  864516d

b. para calcular el empuje se utiliza la

fórmula
 2. Un cuerpo de 20cm3 de volumen se
sumerge en el alcohol, ¿Qué empuje
experimentará? Solución
3. Un bloque metálico pesa 176400d en
el aire y experimenta un empuje de R1  1cm, R2  8cm
39200d cuando se sumerge en agua. F1  10 N F2  ?
¿Cuál es el volumen y la densidad del
F1 F2
metal? pero  tenemos
4. Una piedra de densidad 2,6g/cm3 se A1 A2
sumerge en agua experimentando una 10 N F 10 N F2
fuerza resultante de 4.8N. calcular la  22  
 R1  R2  1cm    8cm 
2 2 2
masa de la piedra
Principio de pascal
 F2 
 
10 N  8 cm 
2


10 N (64)
 1cm 
2
La presión aplicada a un fluido confinado 1
se trasmite con la misma magnitud a todos
los puntos del fluido y a las paredes del  F2  640 N
recipiente que los contiene
ACTIVIDAD 4
Aplicación

1. Un pistón de un gato hidráulico de

Teniendo en cuenta la gráfica anterior se 10cm de diámetro,. ¿Qué presión en
cumple P1  P2 por tanto se tiene: d/cm2 se requiere para levantar un auto
F1 F2 de 1500kg de masa?

A1 A2 2. En una prensa hidráulica sus cilindros
tienen radio de 12cm y 25cm
Para entender mejor la relación anterior,
respectivamente. Si sobre el émbolo de
resolvamos el siguiente ejercicio
menor ´rea se ejerce una fuerza de 28N
¿Qué fuerza ejerce la prensa
En una prensa hidráulica sus cilindros
hidráulica sobre el émbolo mayor?
tienen radios de 1cm y 8 cm
3. Los cilindros de una prensa hidráulica
respectivamente. Si sobre el émbolo del
tienen radio de 5cm y 20cm. ¿Qué
área menor se ejerce una fuerza de 10N.
fuerza se debe ejercer sobre el émbolo
¿Qué fuerza ejerce la prensa sobre el
de área menor para levantar un cuerpo
émbolo mayor?
de 1000kg de masa?

Área: CIENCIAS NATURALES (FISICA)

INSTITUCIÓN EDUCATIVA Docente(s): EDWIN AGUAS
DULCE NOMBRE DE JESÚS Correo(s):
edwinjoseaguasc@gmail.com
GUÍA DE TRABAJO – GRADO 11° Periodo: I
Fecha:1 de febrero de 2021
 Uso comprensivo del conocimiento científico e indagación
Competencia:  Comprende y usa conceptos, teorías y modelos de la
mecánica de fluidos en la solución de problemas de la vida
cotidiana.
 Explico el comportamiento de fluidos en movimiento y en reposo
 Comprende la conservación de la energía mecánica como un principio
que permite cuantificar y explicar diferentes fenómenos mecánicos:
Estándar choques entre cuerpos, movimiento pendular, caída libre, deformación de
un sistema masa-resorte.

1. MECANICA DE FLUIDOS
Tema
2. TEHERMODINAMICA
 A1L1  A2 L2  V
FLUIDOS EN MOVIMIENTO
Hasta ahora hemos considerado los fluidos en
reposo, estudiaremos ahora los fluidos en
movimiento (hidrodinámica)
A1 v1t A1 v1t
L L

T  P1 A1L1  P2 A2 L2
T  PV
1  PV
2
Factorizando nos queda

Consideremos un fluido que se mueve en el interior T  PV

1  PV
2   P1  P2  V Pero
de un tubo delgado de sección transversal variable. volumen
Sea S1 la sección transversal del tubo, donde la m
sabemos que V  por tanto la ecuación anterior
velocidad del fluido es v1 y S2 la sección transversal 

T   P1  P2  V
del tubo donde la velocidad del fluido es v2


Durante un tiempo t, las partículas de fluido que se
encuentran inicialmente en 1, recorren una distancia volumen
v1t , mientras tanto las partículas que se encuentran
 m
inicialmente en 2, recorren distancias v2t . Si el fluido
T   P1  P2 

queda

es incomprensible, el volumen de fluido en la
situación 1 es igual al volumen en la situación 2.

Vvolumen1  Vvolumen 2 Pero sabemos también que el área

Este trabajo incrementa la energía potencial y la
de un cilindro es área de la base por la altura, donde energía cinética del fluido
la altura es la distancia recorrida V .t
T  Ec  E p
Vvolumen1  Vvolumen 2 por tan to
m  mv22 mv12 
A1v1t A2v2t  P1  P2        mgh2  mgh1 
  2 2 
cancelando t se tiene
A1v1  A2v2
Esta última ecuación se conoce como ecuación de
continuidad.
Consideremos una porción de tubo por el cual se
mueve un fluido debido a una presión P1 ejercida en
la sección transversal S1 por la fuerza F1 es

El trabajo realizado sobre el fluido por la fuerza F1

es T1  F1L1  P1 A1L1 donde L1 es el desplazamiento
m  mv22 mv12 
del fluido. Como el fluido es incomprensible éste  P1  P2        mgh2  mgh1 
ejerce a su vez una porción P2 sobre sección A2
  2 2 
provocando un desplazamiento L2 Pm P2 m mv22 mv12
1
    mgh2  mgh1
  2 2
El trabajo neto realizado por el fluido es
T  T1  T2
organizamos
T  P1 A1L1  P2 A2 L2 Pm mv12 P2m mv22
1
  mgh1    mgh2
 2  2
De acuerdo con la ecuación de continuidad
  3m / s 
2
Para simplificar dividimos por mg y nos queda 340kp
 0
1000k / m3  9.8m / s 2  2  9.8m / s 2 

P1 m mv12 mg h1 P2 m mv22 mg h2 P2 1, 08m / s 

2

     1000k / m3  9.8m / s 2 

2  9.8m / s 2 
 3m
 mg 2 mg mg mg 2 mg mg
P2 340kp
  
1000k / m  9.8m / s 2  1000k / m3  9.8m / s 2 
2 2
P v P v 3

 1   h1  2  1
 h2 2
 g 2g g 2 g  3m / s 
2


1, 08m / s 
2

 3m
2  9.8m / s 2  2  9.8m / s 2 
De esta forma se expresa el teorema de Bernoulli
 P2 

340kp 1000k / m3  9.8m / s 2    3m / s  1000k / m 9.8m / s  
2 3 2

2 2 1000k / m3  9.8m / s 2  2  9.8m / s 2 

P1 v P v
  h1  2  1
 h2 2
1, 08m / s 
2
1000k / m 9.8m / s    3m 1000k / m 9.8m / s 
3 2

 g 2g g 2 g 
2  9.8m / s 2

3 2

 P2  340kp  4500 P  540 P  29400 P

Ejemplo
P  314560 p
Se tiene un flujo de agua a través de un tuvo que
cambia de dimensiones en un punto, la sección uno
del tubo tiene 30mm de diámetro, la presión en este ACTIVIDAD 5
punto es de 340Kpa y la velocidad que lleva el flujo
inicialmente es de 3m/s, la sección dos mide 50mm
de diámetro y se eleva a 3 m. calcular la presión del
agua en la sección dos
1. Un flujo de agua va de la sección 1 a la Sección
2. La sección 1 tiene 25 mm de diámetro, la
Solución presión manométrica es de 345 Kpa, y la
velocidad de flujo es de 3 m/s. La sección 2, mide
D1  30mm D2  50mm 50 mm de diámetro, y se encuentra a 2 metros por
arriba de la sección 1. Si suponemos que no hay
P1  340kpas P2  ? pérdida de energía en el sistema. Calcule la
v1  3m / s h2  3m presión “P2”

A1v1  A2v2
 30mm 
2

 .3000mm / s
A1v1 4
 v2    1080mm / s
 50mm 
2
A2

4
v2  1080mm / s  1,08 / s

Aplicamos la fórmula de Bernoulli

P1 v12 P2 v22
  h1    h2
 g 2g g 2 g
Donde consideramos que h1  0 2. Encuentre la velocidad en la sección dos,
teniendo en cuenta la siguiente gráfica
 3m / s   0  1,08m / s   3m
2 2
340kp P2
 
1000k / m3  9.8m / s 2  2  9.8m / s 2  1000k / m3  9.8m / s 2  2  9.8m / s 2 

A2=4cm2

A1=2cm2
Calor y Temperatura (agua, vapor) a la presión de una atmosfera, se divide
en un número arbitrario de partes llamada grado.
Desarrollo histórico de la termodinámica
Temperatura
El hombre inició su larga epopeya a través de los
En nuestro lenguaje confundimos dos conceptos
siglos en el dominio de la naturaleza, con la
distintos como el de calor y el de temperatura.
domesticación del fuego que le permitió disponer del
alimento y protegerse de las inclemencias del clima. Para comprender el significado de temperatura
En este primer contacto con el fuego, el hombre debemos tener en cuenta sus principales
profundiza la actitud sensorial y diferencia manifestaciones y las propiedades que posee para la
simplemente el frio del calor medición.
Los filósofos Jonios recogieron algunas leyendas Supongamos que se llena un recipiente con el agua
antiguas y consideraron al calor y su opuesto, el frio, de dos vasijas de menor volumen. Se observará que
como la causa de la evolución del universo. el volumen total del agua es igual a la suma de los
volúmenes del agua de cada recipiente. Pero veamos
Esta concepción sobre los elementos antagónicos
esto que es muy importante: la suma de las
se popularizó mucho en los estudios de fisiología y
temperaturas del agua en cada vasija no nos da la
medicina, al apoyarse en la experiencia de la
temperatura del agua en el recipiente, esta propiedad
enfermedad donde el estado febril está acompañado
aparentemente fácil, es una ley muy importante de la
de los escalofríos. Los primeros intentos de medir el
física. Por ejemplo de muchas varillas cortas se
calor provienen de la medicina, dentro de la cual se
pueden formar varillas largas. La longitud, el
establecieron cuatro grados de calor, siendo el
volumen, la fuerza, son magnitudes extensivas y se
primero apenas perceptible y el último mortal, las
adicionan.
medicinas se calentaban y se enfriaban al primero, al
segundo y tercer grado con el fin de corregir o Pero la temperatura no se puede medir como se mide
atemperar su opuesto. la longitud ya que las temperaturas no se adicionan.
La ley de adición no es aplicable a la temperatura.
El termoscopio de Galileo
El estudio del calor no se desprendió de la
Equilibrio térmico
especulación filosófica hasta el Renacimiento, donde El primer procedimiento para medir la temperatura
Galileo construyó uno de los primeros termoscopios consiste en determinar cuándo dos cuerpos están a la
con lo cual inició la diferenciación de los conceptos misma temperatura. Para ello imaginemos dos
de calor y temperatura. El termoscopio de Galileo sistemas que inicialmente separados los colocamos
estaba compuesto de una bola de vidrio y un tubo es contacto por medio de una pared conductora y lo
estrecho de vidrio soldado a la bola, aislamos del resto del ambiente. Al cabo de cierto
tiempo los dos sistemas se encuentran en equilibrio
Se calentaba la bola en las manos y se sumergía
térmico uno con otro, pero cada uno de ellos ha
el extremo del tubo en el agua contenida en un vaso.
tenido que cambiar su temperatura, presión y
Una vez enfriada la bola, el agua ascendía en el tubo
volumen.
por encima del nivel en el vaso. A fin de que la
observación fuera más cómoda el tubo se fijaba una Si al colocar los dos sistemas en contacto notamos
escala con graduaciones hechas arbitrariamente. Esta que ninguno de ellos sufre ninguna variación,
idea de medir algunas variables que se afectan al podemos afirmar que están en equilibrio térmico a
sufrir cambio en la temperatura fue empleada al pasar pesar de estar separados.
del termoscopio al termómetro
Supongamos que un cuerpo A se encuentra en
El termómetro equilibrio térmico con un cuerpo C y otro cuerpo B
se encuentra en equilibrio con C. Al colocar en
Los académicos florentinos, discípulos de Galileo
contacto el cuerpo A con B, observamos que ninguno
descubrieron que la mezcla de agua y hielo marcaba
de los dos sufre variación, por lo cual podemos
siempre el mismo valor de temperatura en un afirmar que están en equilibrio térmico.
termómetro. De esta forma surgió el concepto de
estados con temperatura constante. El punto de La anterior afirmación se conoce con el nombre ley
ebullición fue el más difícil de encontrar debido a la de cero de la termodinámica y se formula:
influencia que ejerce la presión atmosférico sobre
dicho valor. Medición de la temperatura

El descubrimiento de estos dos puntos constante Para medir la temperatura utilizamos unas de las
fue empleado para comparar el nivel del líquido en el magnitudes que sufren variaciones linealmente a
termómetro con la temperatura del cuerpo. medida que se altera l temperatura.

La variación de la longitud de la columna del Se puede utilizar termómetro de gas a volumen

líquido al aumentar la temperatura desde el punto de constante, midiendo la variación del volumen o un
fusión (agua hielo), hasta el punto de ebullición termómetro corriente de mercurio, midiendo la
longitud de la columna del mercurio dilatado dentro Conversión de Celsius a Fahrenheit.
de un tubo capilar.
Para expresar una temperatura medida en una escala,
Escala Celsius y centígrada en otra se deben tener en cuenta las siguientes
equivalencias:
A Celsius (1701-1744) en el 1742 designó el punto
de fusión del agua con 0°C y el punto de ebullición Temperatura de fusión del agua  0C ,32F 
del agua, con 100°C. Al utilizar un termómetro de
mercurio, la longitud inicial (Li) corresponde a 0°C y Temperatura de ebullición del agua. 100C, 212F 
longitud final (Lf) 100°C, la centésima parte de la
longitud Lf – Li corresponde a un grado Celsius. Hacemos una representación gráfica
Observe que a cada temperatura le corresponde una
longitud de la columna y cada longitud de la columna
representa una temperatura

Ahora se determina la ecuación de la recta que pasa

Escala Fahrenheit por dos puntos

y  y1  m  x  x1 
Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), ideó la escala
de temperatura que actualmente lleva su nombre; En nuestro caso tenemos
llamó 0°F a la temperatura correspondiente al punto de
fusión de una solución de agua con sal común y cloruro F2  F1
de amonio; y a la temperatura normal del cuerpo F  F1   C  C1 
humano le asignó la temperatura 100°F. La centésima C2  C1
parte de la longitud que corresponde en el
termómetro a esta longitud se le llama grado donde C1  0, C2  100, F1  32, F2  212
Fahrenheit. En esta escala los puntos de fusión y
ebullición del agua son 32°F y 212°F, Reemplazamos
respectivamente.
212  32
F  32  C  0
Escala absoluta o Kelvin 100  0
Al tener en cuenta que la ebullición del agua no se
180
produce siempre a la misma temperatura porque
depende de la presión, J. Amonton (1663-1705) tuvo
F  32  C 
100
la idea de construir una escala termodinámica donde
9 9
 C   F  32  C
la medición de una temperatura se pudiera reproducir
en cualquier laboratorio del mundo. Consideró el F  32  Por tanto
punto triple del agua, donde se encuentra en
5 5
equilibrio térmico el agua líquida, el vapor del agua nos queda
y el hielo. Este punto triple se logra una presión de 9
4579mm de Hg y se le asignó una temperatura con F  32  C Ahora podemos despejar a C y nos
5
un valor de 273,16. Posteriormente esta escala
5 5
llevaría el nombre de Kelvin, en honor a lord Kelvin queda  F  32   C  C   F  32 
el cual continuó los trabajos de Amonton. En grados 9 9
Celsius este punto triple es 0,01°C. Las temperaturas
Conversión de Celsius a Kelvin.
en °C y °F se designan con t (minúscula) y la
temperatura absoluta T (mayúscula) Se procede de igual forma que se hizo en el caso
anterior. Te invito a encontrar la formula
Conversión de escalas de temperaturas
En este caso vamos a deducir un método que nos
permite expresar una temperatura en cualquier escala
termodinámica
Una ayuda: En conclusión la variación en la longitud es
proporcional a la longitud del cuerpo
Temperatura de fusión del agua
 0C, 273.15K  La variación en la longitud es proporcional a la
variación de temperatura
Temperatura de ebullición del agua. Al ser L directamente proporcional a t.L0 se

100C,373.15K  puede afirmar que están ligadas por un cociente

L
constante   donde  es la constante de
t.L0
ACTIVIDAD 6 proporcionalidad y recibe el nombre de dilatación lineal.

L

t.L0

1. El punto de ebullición del tungsteno es 5900°C.

L  t.L0 pero L  L  L0
Expresa esta temperatura en grados Fahrenheit y Nos queda
Kelvin

2. El punto de ebullición del O2 es de -182,86°C. L  L0  t.L0 

L  L0  t.L0 
Expresa esta temperatura en grados Fahrenheit y
Kelvin
3. Exprese a grado Celsius y kelvin la temperatura
de: 1. t  212F 2. t  156F
4. Expresa en grados Kelvin la temperatura del dia L  L0 1  t 
de hoy
Diga si es falso o verdadero la siguiente proposición
5. Si unimos dos pedazos de hierros con
donde t  t f  ti
temperaturas de t  36C y t  80F . Se puede
afirmar que al estar juntos su temperatura
aumentan ( )

Dilatación térmica
Todos los cuerpos aumentan su volumen con los
incrementos de temperatura. Este hecho explica la
separación que se deja en los rieles de la carrilera, en
la pavimentación en concreto de las calles o en los
puentes. Si no se tomara esta precaución podría
El valor de  depende exclusivamente del material
ocurrir un desastre cuando la estructura se vea
correspondiente. Observamos que sus dimensiones
sometida a una temperatura mayor de la que soportó
se obtienen de dividir longitud entre longitud
en el momento de la construcción.
quedando unidades de temperatura en el
Una de las excepciones a este fenómeno se presenta denominador
en el agua cuando su temperatura se aumenta de cero
a cuatro grados centígradas. Si se llena una botella Coeficiente de Coeficiente de
-1
con agua, se tapa herméticamente y luego se dilatación de dilataciones (°C)
introduce en el congelador, se produce una explosión algunas sustancias
del vidrio cuando el agua se haya congelado. La Acero 12  10 6
razón de este hecho es que el agua al disminuir su Aluminio 24 106
temperatura por debajo de 4°C se dilata. Cinc 26 106
Dilatación lineal Cobre 14  10 6
Cuarzo (fundido) 4 107
Experimentalmente se ha demostrado que la
Plomo 29 106
variación de la longitud  L  que sufre una varilla
Tungsteno 4 106
depende linealmente de la longitud original de la
Vidrio (común) 9  10 6
varilla  L0  y de la variación de la temperatura a la
Vidrio (pírex) 3.2 106
cual se somete.
Dilatación superficial
Ejemplo # 1
Cuando se calienta una lámina de material, se dilata
tanto su largo como su ancho. Una regla de acero tiene una longitud de 0,45m a
una temperatura de 18°C, ¿Cuál es la longitud a
Consideremos una lámina rectangular de largo a0 y 100°C?
ancho b0 a una temperatura t i Solución
Al ser calentada la lámina, el largo se incrementa ti  18C , t f  100C
hasta a y el ancho hasta b a una temperatura t f
L0  0, 45m   12  106 / C 

 
L  0, 45m 1  12 106 / C 82 C  

L  0, 45m 1  12 106  82
L  0, 4504428m
Teniendo en cuenta la dilatación lineal tenemos

a  a0 (1  t ) ACTIVIDAD 7
b  b0 (1  t )
Al multiplicar los términos
1. La longitud de un puente de hierro es 34m a la
a.b  a0 (1  t ).b0 (1  t ) temperatura ambiente de 18°C. Calcular la
diferencia entre sus longitudes en un día de
a.b  a0 .b0 (1  t ) 2 invierno cuya temperatura es -6°C y un día de
verano cuya temperatura es 40°C.

por tan to A  A0 1  2t  2. Una varilla de cobre tiene una longitud de 1.20m
a una temperatura ambiente de 18°C. ¿Cuál será

A  A0 1  2t 
su longitud a 84°C?

3. Calcular la longitud dilatada por una varilla de

aluminio de 42cm de longitud cuando su
Dilatación cubica temperatura se eleva de 45°C a 10°C
Aplicando el mismo procedimiento se llega a la

V  V0 1  3t 
4. Una esfera de vidrio pírex tiene un radio de 5cm
a 5°C. Calcular el volumen a 68°C
fórmula 5. Un frasco de vidrio cuyo volumen es de 1000cm3
a 0°C se llena completamente de mercurio a esta
En la tabla anterior se presentaron los coeficientes de
temperatura. Cuando frasco0 y mercurio de
dilatación lineal   de algunas sustancias sólidas y calienta a 100°C se derraman 15.2cm3 de líquido.
de este valor se pueden encontrar los coeficientes de Si el coeficiente de dilatación del mercurio es
dilatación superficial  2  y cubica  3  para el 0.000182°C-1. Calcula el coeficiente de
dilatación volumétrico del vidrio.
mismo material. Sin embargo, para líquidos y gases 6. Calcular la longitud que tendrá a 60°C una
no tienen ningún sentido hablar de dilatación lineal y varilla de hierro a 10°C es 30cm
superficial. 7. Una platina de acero tiene un diámetro de
8500cm a 10°C. ¿A qué temperatura será su
En la siguiente tabla se darán algunos coeficiente de diámetro igual a 8508cm?
dilatación cubica de ciertos líquidos.
Liquido Coeficiente de dilatación
Calor
cubica  3  (°C)-1
Consideremos dos sistemas A y B, inicialmente a
3
Alcohol etílico 0, 745 10 diferentes temperaturas, tal que TA>TB. Al estar
Bisulfuro de carbono 1,140 103 unidos los dos sistemas en contacto por medio de una
pared conductora de calor y esperar cierto tiempo,
Glicerina 0, 485 103 vemos como el sistema adquiere una temperatura
Mercurio 0,182 103 final de equilibrio. El sistema nuevo se encuentra en
Petróleo 0,899 103 equilibrio térmico.
 Calor específico
Si de una sustancia se toma la unidad de masa, la
cantidad de calor que se le debe de suministrar para
elevar la temperatura un grado, es el calor
específico de la sustancia.

Q
El sistema A se enfría cediéndole calor al sistema B, c
que aumentó su temperatura. mt
Unidades de calor C  Calor específico
El calor es una nueva forma de energía que debería
medirse en julios y ergio. Sin embargo,
m=masa de la sustancia
históricamente en 1852 se introdujeron unidades Q  Calor su min istrado
más adecuadas para medir el calor.
t  var iación de la temperatura
Se tomó un gramo de H 2O (1cm3) a cierta
temperatura. Se le suministró calor y se verificó que Observa que el calor específico resulta de dividir la
la temperatura hubiese aumentado en un grado capacidad calórica entre la masa con la variación de
Celsius. A esta cantidad de calor se le llamó la temperatura:
caloría.
Calor especifico
Sin embargo, después se comprobaría que este calor Sustancia cal
suministrado depende de la temperatura inicial del
agua de 0°C a 1°C o para elevarlo de 10°C a 11°C. g C
Por tanto, la unidad de calor se definió más Aluminio 0,212
correctamente como:
Cobre 0,094
Caloría: cantidad de calor que se suministra a un Hierro 0,115
gramo de agua, inicialmente a una temperatura de Mercurio 0,033
14,5°C, para elevar su temperatura a 15,5°C.
Plata 0,056
1cal=4.186J Estaño 0,055
Kilocaloría: cantidad de calor que se suministra a Zinc 0,094
un kilogramo de agua, inicialmente a una Vidrio 0,199
temperatura de 14,5°C, para elevar su temperatura a Latón 0,094
15,5°C. Hielo 0,550
1 kilocaloría = 1000 caloría Plomo 0,031
Tungsteno 0,032
Capacidad calórica
Fahrenheit demostró que iguales cantidades de calor
hacen variar de distintas formas la temperatura de Ejemplo #1
iguales masas de agua y mercurio. De donde ¿Cuál es la capacidad calórica de un cuerpo que
concluyó que el agua y el mercurio tienen distintas incrementa su temperatura de 10°C a 13°C cuando
se le suministra 146 cal?
capacidades para el calor. Este término fue
propuesto por Black. Hoy se define así:
Solución
Q
C
t Aplicamos la definición

Q
C  Capacidad calórica C
t
Q  Calor su min istrado
t  var iación de la temperatura
Q  146cal
ti  10C , t f  13C
t  13C  10C  3C
t  3C
146cal cal
C  48, 66
3C C
cal Solución
luego C  48, 66
C Cuando dos cuerpos están a diferentes temperaturas
Ejemplo #2 se ponen en contacto, el cuerpo que está a mayor
¿Cuál cantidad de calor debe suministrase a 200g de temperatura (cobre) le cede calor al que tiene menor
aluminio para elevar su temperatura de 10°C a temperatura.
40°C? De tal forma que el calor “perdido” por el cobre es
Solución igual al calor “ganado” por el agua
Aplicamos la definición Se cumple la siguiente igualdad

Q QP  QG
c El signo menos indica el calor perdido
mt

cAlu min io  0, 212 gcalC Recordemos que Q  cmt

t  40C  10C  30C QP  QG
m  200 g 
cCu mCu (t f  tCu )  cH 2O mH 2O t f  tH 2O 
Q
c despejamos Q  cal 
mt   0, 094   500 g  (t f  140C ) 
Q  cmt  g C 
 cal 
remplazamos 1   400 g  (t f  24C )
 g C 

Q  0, 212 cal
g C   200 g  30 C  Despejamos la temperatura final aplicando la
propiedad distributiva de la multiplicación
 1272cal
 cal 
luego Q  1272cal   0, 094   500 g  (t f  140C ) 
 g C 
Ejemplo #3
 cal 
  400 g  (t f  24C )
En un recipiente que contiene 400g de agua a 24°C
se deja caer un bloque de cobre de 500g que se 1
encuentra inicialmente a la temperatura de 140°C.  g C 
¿Cuál es la temperatura de equilibrio del bloque y el
cal cal
agua? (se desprecia el calor absorbido por el 47 (t f  140C )  400 (t f  24C )
recipiente) C C
cal cal
47 (t f  140C )  400 (t f  24C )
C C
cal cal
47 t f  6580cal  400 t f  9600cal
C C
 cal cal
400 t f  47 t f  6580cal  9600cal
C C
 cal cal 
t f  400  47   16180cal
 C C 
Luego

 cal 
t f  447   16180cal
 C 
16180 cal
tf   36,19C
cal
447
C
luego se tiene :
t f  36,19C
ACTIVIDAD 8

1. Hallar la capacidad de un cuerpo que cede 1080

cal, cuando su temperatura baja de 48!C a 16°C
2. ¿Qué variación de temperatura experimenta un
cal
cuerpo de capacidad calórica 54 cuando
C
absorbe 1000cal?
3. Una lámina de estaño de 520g se calienta
pasando su temperatura de 16,5°C a 38,3°C.
¿Qué cantidad de calor se debió suministrar?
4. Un vidrio de 120g aumentó su temperatura en
0,8°C ¿Qué cantidad de calor absorbió del
ambiente?
5. Una bala de plomo de 64g absorbe 380cal por el
rozamiento con un bloque de madera donde
penetra. ¿En cuánto aumentó la temperatura la
bala?
6. Un pedazo de plomo de 250 g se calienta a 112°C
y se echa en 500 g de agua inicialmente a 18°C.
despreciando la capacidad calórica del recipiente,
¿Cuál es la temperatura final del plomo y del
agua?
7. Se colocan 100g de cierto metal a una
temperatura inicial de 100°C en un recipiente del
mismo material de 200g de masa que contiene
500 de agua a una temperatura de inicial de
17,3°C. si la temperatura final de equilibrio es
22,7°C, ¿Cuál es el calor específico del metal?
8. Cuando 2 kg de latón a 100°C se introducen en
5kg de agua a 1,67°C, la temperatura de
equilibrio es 5.11°C. hallar el calor especifico del
latón