Centro Preuniversitario UNSM-T Seminario de FsicaSEMANA 10 FISICA TEMPERATURA Y CALOR1. La longitud de la columna de mercurio de un termmetro es de 4cm cuando se le sumerge en agua a 0C, y cuando se le sumerge en agua a 28C es 15,2cm. A que temperatura (en C) corresponder una columna de mercurio de 44cm del mismo termmetro? A) 100 B) 90 C) 80 D) 70 E) 60Solucin De la fig.: x/40cm = 28C/11,2cm; x = 100C Rspta. A

2. Se tiene una varilla de aluminio y otra de cobre, de 200cm y 200,2cm respectivamente a 10C. A cuantos C aproximadamente las dos varillas tendrn la misma longitud? Al = 2,4x10-5C-1; Cu = 1,6x10-5C-1A) 140 B) 135 C) 130 D) 125 E) 120Solucin Al = 1; Cu = 2 L1 = L2; L01(1 + 1T) = L02(1 + 2T); L02 L01 = (L011 L022)T;0,2 = [200(2,4) 200,2(1,6)]x10-5T; T = 20000/159,68; T 125C; T 10C = 125C; T = 135C Rspta. B3. Para obtener 1/2 litro de agua a 80C se mezclan agua de 20C con agua a 100C. Calcular cuantos cm3 de agua a 100C fue usada. Considere 1l de H2O = 1kg A) 385 B) 380 C) 375 D) 370 E) 365 Solucin x = agua a 20C; y = agua a 100C x + y = 500 (1) xc(80 20) = -yc(80 100); x = y/3 (2)(2) en (1): y/3 + y = 500; 4y = 1500; y = 375cm3 Rspta. C4. Un trozo de hielo de 30g a -20C se encuentra dentro de un calormetro de capacidad calorfica despreciable. Calcular que cantidad de agua (en g) a 60C se requiere introducir en el sistema para lograr fundir exactamente todo el hielo.A) 46 B) 44 C) 48 D) 45 E) 47 Solucin Del diagrama lineal de temperaturas: Q1 + Q2 = -Q3; 30(1/2)(20) + 30(80) = -m(1)(-60); 2700 = 60m; m = 45g Rspta. D5. Qu cantidad de agua (en kg) se puede llevar al punto de ebullicin consumiendo 10,8x106J de energa? La temperatura inicial del agua es 10C. No hay perdida de calor; 1J = 0,24cal.A) 27,7 B) 27 C) 26,6 D) 28 E) 28,8Solucin Q = mcT; 10,8x106J(0,24cal/1J) = m(1)(100 10); 90m = 2,592x106; m = 288x102g = 28,8kg Rspta. E 6.Un termmetro de mercurio tiene una escala que marca 0X cuando la temperatura es de -20C; y marca 240X para 100C. Cuntos grados X corresponden a la temperatura humana de 37C?A) 150X B) 114X C)110X D) 85X E) 75XSol.CX1000-2037X240

RESPUESTA: B7.Un termmetro con escala arbitraria, tiene como punto de fusin del hielo -40 y como punto de ebullicin del agua 160, cuando en este termmetro se lee 20, Cunto vale la temperatura en la escala centgrada?A) 15C B) 20C C)25C D) 30C E) 75C

CN100-400T20160

.

RESPUESTA: D8.En un termmetro de columna de mercurio slo aparecen dos marcas, las de 36C y 37C. La longitud de la columna entre estas marcas es 1 cm. Una persona se coloca el termmetro y constata que la columna de mercurio mide 2,8 cm por encima de la maca de 37C. Su temperatura en la escala Celsius es de:A) 41,8C B) 40,8C C) 39,8C D) 41,3C E) 40,9C

Sol2,8 cm1 cmT37C36CEn este caso cada cm nos da el intervalo correspondiente a cada grado Celsius; por lo tanto, veamos que temperatura corresponde a 2,8 cm por encima de 37C

RESPUESTA: C9. Determine en cuantos grados centgrados debe incrementarse la temperatura del sistema para que las varillas se junten8 mm20 cm30 cm

A) 180C B) 200C C) 250C D) 280C E)320C

Sol.

RESPUESTA: B

10. A 10 kg de un liquido X cuya temperatura es 50C, se le agrega 1 kg de hielo a -50C. Si la mezcla lquida que resulta tiene una temperatura de 30C Cul es el calor especfico de X (en Kcal/kgC) ?. Considerar: Calor especifico del hielo=0,5kcal/kgC y Calor latente de fusin del hielo=80Kcal/kg

A) 0,925 B) 0,855 C) 0,845 D) 0,79 E) 0,675

Sol.-50C0C30C50CQ1Q2Q3Q4mH=1 kgMliq=10 kg

RESPUESTA: E

11. Determine la temperatura a la cual la lectura de un termmetro Fahrenheit, es exactamente el doble que la obtenida con un termmetro Celsius.A) 300 F B) 320 F C) 320 CD) 400 C E) 160 FSOLUCINPor dato:

Adems sabemos que:

Sustituyendo

Por la condicin de partida:

RPTA.: B

12. Un termmetro de mercurio tiene una escala que marca 0 X cuando la temperatura es de -10 C y marca 220 X para 100 C. Cuntos grados X corresponden a la temperatura promedio del cuerpo humano de 37 C?A) 94 B) 100C) 114 D) 120E) 125SOLUCINComparando la escala x con la escala Celsius.

RPTA.: A13. Un recipiente de capacidad calorfica despreciable contiene 40 gramos de hielo a -20 C. Cuntos gramos de agua a 100 C se debe verter en el recipiente, para obtener finalmente agua lquida a 0C?A) 18 B) 20 C) 30 D) 36 E) 42 SOLUCIN

Qganado hielo = Qperdido agua

RPTA.: D14. El comportamiento de La temperatura de un cuerpo de masa 0,5 kg en funcin del calor recibido, es tal como se muestra en la figura. Determine los calores especficos (en cal/gC) en las fases slido y lquido respectivamente.-1040120100200320 Q (Kcal)T (C)

A) 2 ; 3B) 4 ; 3 C) 5 ; 3 D) 6 ; 4 E) 6 ; 5

SOLUCIN

De la figura:

Para el estado slido:

Para el estado lquido:

RPTA.: B15. Determine la cantidad de calor que se le debe suministrar a 20 g de hielo a -20 C para llevarlo hasta vapor a 120 C. A) 14 400 cal B) 14 800 cal C) 15 000 cal D) 15 200 cal E) 15 900 calSOLUCIN

Calor suministrado ser:

Donde:

RPTA.: B

C

x

100

37

- 10

220

x

0

- 20 C

0 C

100 C

Liquido

slido

0 C

-20 C

100 C

120 C