practico

1. ASIGNATURA: Física III Año académico : 2017
ÁREA: Ciencias Básicas BLOQUE: Física Año: 3º Semestre: V
Total Hs: 80 Teórico: 32 Práctico: 48 For. Exp.: 24 Prob. Ing.: --- Proy. y D.: ---
Actividad No.: 1 Denominación : Temperatura y Calor
Carga horaria : 7 Tipo de actividad : Form.Exp. Formac. Práct. Proyecto y Dis.
Carácter : obligatoria Realización : Personal Plazo de entrega : 10 días
Unidad / Contenidos : Unidad 1 – Temperatura y Calor
Sistemas termodinámicos y variables de estado. Modelos macroscópicos y microscópicos. Ley cero
de la termodinámica. Temperatura. Presión en los gases. Ecuación de estado de un gas ideal. Calor -
Calor específico. Calor latente. Equivalencia entre caloría y joule, experimento de Joule. Trabajo.
Calorimetría.
Objetivos de aprendizaje :
Comprender y diferenciar los conceptos de temperatura y calor, aplicando los mismos a casos prácticos.
Entender el modelo macroscópico de un gas ideal y aprender a utilizar la ecuación de estado de un gas
ideal para resolver casos prácticos reales
Actividades a ser desarrolladas :
Resolver problemas de aplicación de la teoría.
Observaciones y otras indicaciones :
Resultados a presentar y modalidad :
El formato y estructura del documento debe cumplir con las condiciones establecidas para
las presentaciones de trabajos la materia.

2. 1) El punto de fundición del oro es de 1064 oC y el punto de ebullición es de 2660 oC. a) Exprese estas temperaturas en
kelvins. b) Calcule las diferencias de estas temperaturas en grados kelvin y Celsius y compare los resultados.
a) 𝒈𝒓𝒂𝒅𝒐𝒔 °𝑲 = 𝟐𝟕𝟑 + 𝒕𝒆𝒎𝒑. ℃
𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 °𝐾 = 273 + 𝑡𝑒𝑚𝑝. ℃ = 273 + 1064. ℃
𝒈𝒓𝒂𝒅𝒐𝒔 °𝑲 = 𝟏𝟑𝟑𝟕 𝒑𝒖𝒏𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒇𝒖𝒔𝒊ó𝒏
𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 °𝐾 = 273 + 𝑡𝑒𝑚𝑝. ℃ = 273 + 2660 ℃
𝒈𝒓𝒂𝒅𝒐𝒔 °𝑲 = 𝟐𝟗𝟑𝟑 𝒑𝒖𝒏𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒃𝒖𝒍𝒍𝒊𝒄𝒊ó𝒏
b)
Diferencia °𝑪 = 𝟐𝟔𝟔𝟎 − 𝟏𝟎𝟔𝟒
°C= 1596
Diferencia °𝑲 = 𝟐𝟗𝟑𝟑 − 𝟏𝟑𝟑𝟕
°K= 1596
2) A qué temperaturas son iguales las lecturas en un termómetro Fahrenheit y en un termómetro Celsius.
Conversión de temperatura de °C a °F es de: 0°C = 32°F
Si tenemos una escala de temperatura en °C de 0°C a 100°C diferencia es de 100
Si tenemos una escala de temperatura en °F de 32°F a 212°F diferencia es de 180
Para 1°C = 180/100 de 1°F
1°C= 9/5 de 1°F
𝑇𝐹 =
9
5
𝑇𝐶 + 32
Igualamos la 𝑇𝐹 = 𝑇𝐶 = 𝑡
𝑡 =
9
5
𝑡 + 32
𝑡 −
9
5
𝑡 = 32
−
4
5
𝑡 = 32
𝑡 = 32. (−
5
4
)
𝒕 = −𝟒𝟎
Solución: el valor de la escala coincide en -40°C = -40°F
3) Se mantiene un gas ideal en un recipiente a volumen constante. Inicialmente, su temperatura es 10 oC y su presión 2.5
atm. ¿Cuál será la presión cuando la temperatura sea de 80 oC?.
𝑝 = 𝑅
𝑛. 𝑇
𝑉
𝑇𝑖 = 10°𝐶 = 273+ 10°𝐶 = 283°𝐾
𝑇𝑓 = 80°𝐶 = 273 + 80°𝐶 = 353°𝐾
1𝑎𝑡𝑚 = 1,033𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚2

3. 2,5𝑎𝑡𝑚 = 2,5825𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚2
1𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚2
= 9,8.104
𝑃𝑎
𝑝𝑖 = 2,5825𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚2
= 253085𝑃𝑎
𝑝 = 𝑅
𝑛. 𝑇
𝑉
⟹ 𝑉 =
𝑅. 𝑛. 𝑇
𝑝
𝑉 =
𝑅. 𝑛. 𝑇𝑖
𝑝𝑖
⋀ 𝑉 =
𝑅. 𝑛. 𝑇𝑓
𝑝 𝑓
𝑅. 𝑛. 𝑇𝑖
𝑝𝑖
=
𝑅. 𝑛. 𝑇𝑓
𝑝 𝑓
𝑇𝑖
𝑝𝑖
=
𝑇𝑓
𝑝 𝑓
𝑇𝑖. 𝑝 𝑓 = 𝑇𝑓 . 𝑝𝑖
𝑝 𝑓 =
𝑇𝑓 . 𝑝𝑖
𝑇𝑖
=
353°𝐾.253085𝑃𝑎
283°𝐾
𝒑 𝒇 = 𝟑𝟏𝟓𝟔𝟖𝟓, 𝟓𝟑𝑷𝒂
4) Se calienta un gas de 27 oC a 127 oC mientras se mantiene a presión constante en un recipiente cuyo volumen aumenta.
¿En qué factor cambia el volumen?.
𝑇𝑖 = 27°𝐶 = 273+ 27°𝐶 = 300°𝐾
𝑇𝑓 = 127°𝐶 = 273 + 127°𝐶 = 400°𝐾
𝑝 =
𝑅. 𝑛. 𝑇𝑖
𝑉𝑖
∧ 𝑝 =
𝑅. 𝑛. 𝑇𝑓
𝑉𝑓
𝑅. 𝑛. 𝑇𝑖
𝑉𝑖
=
𝑅. 𝑛. 𝑇𝑓
𝑉𝑓
𝑇𝑖
𝑉𝑖
=
𝑇𝑓
𝑉𝑓
𝑉𝑓 =
𝑇𝑓
𝑇𝑖
𝑉𝑖
𝑉𝑓 =
𝑇𝑓
𝑇𝑖
𝑉𝑖 =
400°𝐾
300°𝐾
𝑉𝑖

4. 𝑽 𝒇 =
𝟒
𝟑
𝑽𝒊
5) Un cilindro tiene un émbolo movible conectado a un resorte con k=2000 N/m. El cilindro se llena con 5 lt. de gas con el
resorte en su posición normal a una presión de una atmósfera y a una temperatura de 20 oC. a) Si la tapa tiene una sección
tranversal de área 0.01 m2 y de masa despreciable, ¿Cuánto subirá la tapa cuando la temperatura aumenta a 250 oC?. b)
¿Cuál es la presión del gas a 250 oC?.
Datos
𝑝 =
𝑛. 𝑅. 𝑇
𝑉
𝑝 =
𝐹
𝐴
⟹ 1𝑝𝑎𝑠𝑐𝑎𝑙( 𝑃𝑎) =
1 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛(𝑁)
1𝑚2
𝑉 = 5𝑙𝑡 = 0,005 𝑚3
𝑇𝑖 = 20°𝐶 = 20°𝐶 + 273 = 293°𝐾
𝑝𝑖 = 1𝑎𝑡𝑚 = 1012340𝑃𝑎
𝑆 = 0,01𝑚2
𝑇𝑓 = 250°𝐶 = 250°𝐶 + 273 = 523°𝐾
𝑝 𝑟 = 𝑝𝑖 +
𝑘𝑥
𝑆
𝑝 𝑓 =
𝑇𝑓. 𝑝𝑖
𝑇𝑖
La presión del resorte 𝒑 𝒓 es igual a la presión del gas 𝒑 𝒇 cuando este eleva la temperatura,
la presión generada adentro del pistón hace variar el volumen moviendo el embolo y a su vez
comprimiendo el resorte.
𝑘𝑥
𝑆
+𝑝𝑖 =
𝑇𝑓. 𝑝𝑖
𝑇𝑖

5. 𝑥 =
𝑇𝑓. 𝑝𝑖. 𝑆
𝑘. 𝑇𝑖
=
523°𝐾. 1012340𝑃𝑎. 0,01𝑚2
2000𝑁
𝑚
.293°𝐾
=
523°𝐾. 1012340𝑁/𝑚2
. 0,01𝑚2
2000𝑁
𝑚
. 293°𝐾
𝒙 = 𝟗, 𝟎𝟑𝟓𝒎 movimiento de la tapa
𝑝 𝑓 =
𝑇𝑓. 𝑝𝑖
𝑇𝑖
=
523°𝐾. 1012340𝑃𝑎.
293°𝐾
𝒑 𝒇 = 𝟏𝟖𝟎𝟕𝟎𝟎𝟗, 𝟔𝟐𝟒𝑷𝒂 presión del gas a 250°C
6) ¿Cuál es la temperatura final de equilibrio cuando a 10g de leche a 10 oC se le agregan 160 g de café a 90 oC ? (Suponga
las capacidades caloríficas de ambos elementos iguales).
𝑄 = 𝑐. 𝑚. ∆𝑡
𝑄 = 𝑐. 𝑚. (𝑡𝑓 − 𝑡𝑖)
Para los 10 g de leche a 10º C tendremos Q 1 (cantidad de calor ganada)
𝑄1 = 𝑐. 𝑚1.(𝑡 𝑓 − 𝑡𝑖)
𝑄1 = 𝑐. 10𝑔.(𝑡 𝑓 − 10℃)
Para los 160 g de cafè a 90º C tendremos Q 2 (cantidad de calor perdida)
𝑄2 = 𝑐. 𝑚2.(𝑡 𝑓 − 𝑡𝑖)
𝑄2 = 𝑐. 160𝑔. (90℃ − 𝑡 𝑓)
Como Q 1 = Q 2 (calor ganado = calor perdido)
Entonces:
𝑐. 10𝑔.(𝑡 𝑓 − 10℃) = 𝑐. 160𝑔.(90℃ − 𝑡 𝑓)
10𝑔.(𝑡 𝑓 − 10℃) = 160𝑔.(90℃ − 𝑡 𝑓)
10𝑔. 𝑡 𝑓 − 10𝑔.10℃ = 160𝑔. 90℃ − 160𝑔. 𝑡 𝑓
10𝑔. 𝑡 𝑓 + 160𝑔. 𝑡 𝑓 = 160𝑔. 90℃ + 10𝑔. 10℃
(10𝑔 + 160𝑔). 𝑡 𝑓 = 160𝑔.90℃+ 10𝑔.10℃
170𝑔. 𝑡 𝑓 = 160𝑔.90℃ + 10𝑔.10℃
𝑡 𝑓 =
160𝑔
170𝑔
. 90℃ +
10𝑔
170𝑔
. 10℃

6. 𝑡 𝑓 =
16
17
. 90℃ +
1
17
. 10℃
𝒕 𝒇 = 𝟖𝟓, 𝟐𝟗𝟒𝟏℃