Diapos Semana06

COMENZAMOS
EN UNOS MINUTOS
Física 2
MSc. Saneli Carbajal Vigo
UPN
Pasión por transformar vidas
Temperatura y dilatación
Módulo 5 - Videoconferencia 06
FÍSICA 2
2022 - 1
MSc. Saneli Carbajal3Vigo

saneli.carbajal@upn.edu.pe
El calor y la temperatura tienen
muchos efectos sobre los cuerpos.
Uno de ellos es cambiar las longitudes

de los mismos.
En el año 2013, Inglaterra reportó

pérdidas de 3500 millones de dólares en
reparaciones de vías de trenes.
SONDEO
¿A qué crees que se deba que un
cuerpo es más caliente que otro?
1. A la vibración de sus moléculas.

2. A las fuerzas de cohesión entre
sus moléculas.
3. A la composición química.
Temperatura
Es una medida de la actividad cinética de

las moléculas de una sustancia: vibración o
traslación.
Se dice que dos cuerpos están en

equilibrio térmico cuando ambos tienen
la misma temperatura.
Termómetro
Es un instrumento que se utiliza para comparar las temperaturas de dos sustancias.
La temperatura T de una sustancia está

relacionada a la medida x de un
termómetro por medio de la ecuación:
donde a y b son dos constantes que

dependen del termómetro.
Ejemplo 01
La columna de mercurio de un termómetro sumergido en agua con hielo (0°C) alcanza una altura de 5 cm y cuando se coloca en agua hirviendo (100°C) la altura que
alcanza es de 30 cm.
a) Determine la ecuación termométrica en la escala de °C
b) Calcule la altura que alcanza el termómetro cuando se coloca en un ambiente a 20°C
c) Cuando se sumerge el termómetro en un líquido, la altura que alcanza el mercurio es de 18.5 cm. Determine la temperatura de dicho líquido.
Ejemplo 01
La columna de mercurio de un termómetro sumergido en agua con hielo (0°C) alcanza una altura de 5 cm y cuando se coloca en agua hirviendo (100°C) la altura que
alcanza es de 30 cm.
a) Determine la ecuación termométrica en la escala de °C
b) Calcule la altura que alcanza el termómetro cuando se coloca en un ambiente a 20°C
c) Cuando se sumerge el termómetro en un líquido, la altura que alcanza el mercurio es de 18.5 cm. Determine la temperatura de dicho líquido.
Ley Cero de la Termodinámica
Si dos cuerpos A y B se encuentran en equilibrio térmico con un cuerpo C, entonces los cuerpos A y B
también se encuentran en equilibrio térmico entre sí.
El equilibrio térmico implica que tienen la misma temperatura.

Escalas de Temperatura
Son escalas que nos permiten comparar las temperaturas de distintas sustancias.
Las más utilizadas son:
Ejemplo 02
Se inventa una nueva escala termométrica °X. Se toman el punto de fusión y el punto de ebullición del agua a 1 atm como los puntos fijos de esta escala, con valores de
40°X y 350°X.
a) Determine la ecuación de conversión entre las escalas de °X y °C.
b) Calcule la temperatura en la escala °X correspondiente a 30°C.
Ejemplo 02
Se inventa una nueva escala termométrica °X. Se toman el punto de fusión y el punto de ebullición del agua a 1 atm como los puntos fijos de esta escala, con valores de
40°X y 350°X.
a) Determine la ecuación de conversión entre las escalas de °X y °C.
b) Calcule la temperatura en la escala °X correspondiente a 30°C.
Dilatación Térmica
El incremento de la temperatura
produce una mayor agitación
térmica de las moléculas de un
cuerpo.
Esto hace que las moléculas vibren

con mayor amplitud, lo cual
incrementa el tamaño del cuerpo.
Dilatación Lineal
Es la dilatación en una dimensión lineal del cuerpo (longitud, radio, perímetro, etc.).
Longitud Coeficiente de dilatación
inicial lineal
Donde 𝛼 se conoce como el coeficiente de dilatación lineal y depende solo del material del que está
hecho el cuerpo.
Otras formas de escribir la misma ecuación:
Debido a que todos los cuerpos
sufren expansión térmica es
necesario tener en cuenta este
fenómeno al construir cualquier
tipo de estructura.
Se suelen dejar juntas de

dilatación, espacios vacíos para
que sean completados por el
incremento de las dimensiones
provocado por la dilatación.
Ejemplo 03
Un tornillo de acero tiene un diámetro de 10cm a 30°C. Calcule la temperatura que deberá tener para que encaje perfectamente en un agujero de 9.997 cm de
diámetro. El coeficiente de dilatación lineal del acero es de 11x10-6 °C-1.
Ejemplo 03
Un tornillo de acero tiene un diámetro de 10cm a 30°C. Calcule la temperatura que deberá tener para que encaje perfectamente en un agujero de 9.997 cm de
diámetro. El coeficiente de dilatación lineal del acero es de 11x10-6 °C-1.
Otros tipos de dilatación
Dilatación Superficial
Es la dilatación en el área de una sección de un cuerpo. El coeficiente de dilatación superficial es 2𝛂.
Dilatación Volumétrica
Es la dilatación en el volumen de un cuerpo. El coeficiente de dilatación volumétrica es 𝜷=3𝛂.
Ejemplo 04
Una placa rectangular de acero, con coeficiente de dilatación lineal de 1.2x10-5 °C-1, tiene 8m de ancho y 6m de largo a una temperatura ambiente de 20°C. En un día
muy caluroso, la temperatura llega a 35°C. ¿Cuál es el incremento en el área de la placa?
Ejemplo 04
Una placa rectangular de acero, con coeficiente de dilatación lineal de 1.2x10-5 °C-1, tiene 8m de ancho y 6m de largo a una temperatura ambiente de 20°C. En un día
muy caluroso, la temperatura llega a 35°C. ¿Cuál es el incremento en el área de la placa?
Ejemplo 05
Un recipiente cilíndrico de hierro, con coeficiente de dilatación lineal de 1.2x10-5 °C-1, tiene un radio de 1m y una altura de 3m a 20°C. El recipiente está lleno de
mercurio (𝜷Hg = 1.8x10-4°C-1) hasta una altura de 2m. Si el recipiente se calienta hasta alcanzar 100°C.
a) Determine la nueva altura del mercurio.
b) ¿La altura de mercurio en el recipiente ha subido o ha bajado?
Ejemplo 05
Un recipiente cilíndrico de hierro, con coeficiente de dilatación lineal de 1.2x10-5 °C-1, tiene un radio de 1m y una altura de 3m a 20°C. El recipiente está lleno de
mercurio (𝜷Hg = 1.8x10-4°C-1) hasta una altura de 2m. Si el recipiente se calienta hasta alcanzar 100°C.
a) Determine la nueva altura del mercurio.
b) ¿La altura de mercurio en el recipiente ha subido o ha bajado?
Viscosidad
Módulo 4
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Uno de ellos es cambiar las longitudes

En el año 2013, Inglaterra reportó

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Es una medida de la actividad cinética de

Se dice que dos cuerpos están en

Es un instrumento que se utiliza para comparar las temperaturas de dos sustancias.

La temperatura T de una sustancia está

donde a y b son dos constantes que

El equilibrio térmico implica que tienen la misma temperatura.

Esto hace que las moléculas vibren

Se suelen dejar juntas de

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