Sección 17.2 Termómetros y escalas de temperatura
17.1. Convierta las siguientes temperaturas Celsius a Fahrenheit: a) -62.8 °C, la temperatura más baja registrada en Norteamérica (3 de febrero de 1947, Snag, Yukón); b) 56.7 °C, la temperatura más alta registrada en Estados Unidos (10 de julio de 1913, Death Valley, California); c) 31.1 °C, la temperatura promedio anual más alta del mundo (Lugh Ferrandi, Somalia).
17.4. Dos vasos de agua, A y B, están inicialmente a la misma temperatura. La temperatura del agua del vaso A se aumenta 10 F°; y la del vaso B, 10 K. ¿Cuál vaso está ahora a mayor temperatura? Explique su respuesta.
17.7. a) Usted se siente mal y le dicen que tiene una temperatura de 40.2 °C. ¿Cuál es su temperatura en °F? ¿Debería preocuparse? b) El reporte meteorológico matutino en Sydney indica una temperatura actual de 12 °C. ¿Cuál es la temperatura en °F?
17.1. Convierta las siguientes temperaturas Celsius a Fahrenheit: a) -62.8 °C, la temperatura más baja registrada en Norteamérica (3 de febrero de 1947, Snag, Yukón); b) 56.7 °C, la temperatura más alta registrada en Estados Unidos (10 de julio de 1913, Death Valley, California); c) 31.1 °C, la temperatura promedio anual más alta del mundo (Lugh Ferrandi, Somalia).
17.4. Dos vasos de agua, A y B, están inicialmente a la misma temperatura. La temperatura del agua del vaso A se aumenta 10 F°; y la del vaso B, 10 K. ¿Cuál vaso está ahora a mayor temperatura? Explique su respuesta.
17.7. a) Usted se siente mal y le dicen que tiene una temperatura de 40.2 °C. ¿Cuál es su temperatura en °F? ¿Debería preocuparse? b) El reporte meteorológico matutino en Sydney indica una temperatura actual de 12 °C. ¿Cuál es la temperatura en °F?
Sección 17.3 Termómetros de gas y la escala Kelvin
17.10. Convierta las siguientes temperaturas Kelvin a las escalas Celsius y Fahrenheit: a) la temperatura al medio día en la superficie de la Luna (400 K); b) la temperatura en la parte alta de las nubes de la atmósfera de Saturno (95 K); c) la temperatura en el centro del Sol (1.55 x 10^7 K).
17.15. Termómetro de gas de volumen constante. Usando un termómetro de gas, un experimentador determinó que la presión en el punto triple del agua (0.01 °C) era 4.80 x 10^4 Pa; y en el punto de ebullición normal del agua (100 °C), 6.50 x 10^4 Pa. a) Suponiendo que la presión varía linealmente con la temperatura, use estos datos para calcular la temperatura Celsius en la que la presión del gas sería cero (es decir, obtenga la temperatura Celsius del cero absoluto). b) ¿El gas de este termómetro obedece con precisión la ecuación (17.4)? Si así fuera y la presión a 100 °C fuera 6.50 x 10^4 Pa, ¿qué presión habría medido el experimentador a 0.01 °C? (Como veremos en la sección 18.1, la ecuación (17.4) sólo es exacta para gases a muy baja densidad.)
Sección 17.4 Expansión térmica
17.19. Un centavo de dólar tiene 1.9000 cm de diámetro a 20.0 °C, y está hecho de una aleación (principalmente zinc) con un coeficiente de expansión lineal de 2.6 x 10^-5 K^-1. ¿Qué diámetro tendría: en un día caluroso en Death Valley (48.0 °C)? ¿Y en una noche fría en las montañas de Groenlandia (253.0 °C)?
17.24. Un tanque de acero se llena totalmente con 2.80 m^3 de etanol cuando tanto el tanque como el etanol están a 32.0 °C. Una vez que el tanque y el contenido se hayan enfriado a 18.0 °C, ¿qué volumen adicional de etanol podrá meterse en el tanque?
17.29. El diámetro exterior de un frasco de vidrio y el diámetro interior de su tapa de hierro miden ambos 725 mm a temperatura ambiente (20.0 °C). ¿Cuál será la diferencia de diámetro entre la tapa y el frasco, si la tapa se deja brevemente bajo agua caliente hasta que su temperatura alcance los 50.0 °C, sin que la temperatura del vidrio sufra alguna alteración?
17.35. Imagine que le dan una muestra de metal y le piden determinar su calor específico. Pesa la muestra y obtiene un valor de 28.4 N. Añade con mucho cuidado 1.25 x 10^4 J de energía calorífica a la muestra, y observa que su temperatura aumenta 18.0 C°. ¿Qué calor específico tiene la muestra?
17.39. Una caja con fruta, con masa de 35.0 kg y calor específico de 3650 J/K.K baja deslizándose por una rampa de 8.00 m de longitud, que está inclinada 36.9 °C bajo la horizontal. a) Si la caja estaba en reposo arriba de la rampa y tiene una rapidez de 2.50 m>s en la base, ¿cuánto trabajo efectuó la fricción sobre ella? b) Si una cantidad de calor igual a la magnitud de dicho trabajo pasa a la fruta y ésta alcanza una temperatura final uniforme, ¿qué magnitud tiene el cambio de temperatura?
17.41. Un clavo que se clava en una tabla sufre un aumento de temperatura. Si suponemos que el 60% de la energía cinética de un martillo de 1.80 kg que se mueve a 7.80 m/s se transforma en calor, que fluye hacia el clavo y no sale de él, ¿cuánto aumentará la temperatura de un clavo de aluminio de 8.00 g golpeado 10 veces?
17.43. Se agregan 8950 J de calor a 3.00 moles de hierro. a) Determine el aumento de temperatura del hierro. b) Si se añade la misma cantidad de calor a 3.00 kg de hierro, ¿cuánto subirá su temperatura? c) Compare los resultados de los incisos a) y b) y explique la diferencia.
17.35. Imagine que le dan una muestra de metal y le piden determinar su calor específico. Pesa la muestra y obtiene un valor de 28.4 N. Añade con mucho cuidado 1.25 x 10^4 J de energía calorífica a la muestra, y observa que su temperatura aumenta 18.0 C°. ¿Qué calor específico tiene la muestra?
17.39. Una caja con fruta, con masa de 35.0 kg y calor específico de 3650 J/K.K baja deslizándose por una rampa de 8.00 m de longitud, que está inclinada 36.9 °C bajo la horizontal. a) Si la caja estaba en reposo arriba de la rampa y tiene una rapidez de 2.50 m>s en la base, ¿cuánto trabajo efectuó la fricción sobre ella? b) Si una cantidad de calor igual a la magnitud de dicho trabajo pasa a la fruta y ésta alcanza una temperatura final uniforme, ¿qué magnitud tiene el cambio de temperatura?
17.41. Un clavo que se clava en una tabla sufre un aumento de temperatura. Si suponemos que el 60% de la energía cinética de un martillo de 1.80 kg que se mueve a 7.80 m/s se transforma en calor, que fluye hacia el clavo y no sale de él, ¿cuánto aumentará la temperatura de un clavo de aluminio de 8.00 g golpeado 10 veces?
17.43. Se agregan 8950 J de calor a 3.00 moles de hierro. a) Determine el aumento de temperatura del hierro. b) Si se añade la misma cantidad de calor a 3.00 kg de hierro, ¿cuánto subirá su temperatura? c) Compare los resultados de los incisos a) y b) y explique la diferencia.
Excelente
ResponderEliminarA las 6 de la tarde, la humedad es de 80% y la temperatura de 5°C. Si la temperatura desciende 0.4°C por hora y la noche dura 13 horas, ¿helará? De ser así, ¿qué tipo de helada será?
ResponderEliminar