dinamicade fluidos - MATEMATICAS Y FISICA

dinamicade fluidos - MATEMATICAS Y FISICA

DINAMICADE FLUIDOS
AMBIENTACIÓN: Realización del taller virtual sobre las leyes de la hidrostática. Laboratorio
FUNDAMENTACIÓN
Estudia los fluidos en reposo. Son fluidos los cuerpos que escurren o deslizan, es decir
líquidos y gases.
1. PRESIÓN: Es la relación entre la fuerza ejercida por unidad de área: P = F/a
Unidades: Sistema internacional: p = Newton/ m² = Pascal (Pa)
Sistema cgs
: p = dina/ cm² = baria
Equivalencias: 1 bar = 10 6 barias, 1 milibar = 1000 barias
En el gráfico:
A
Pc > Pb > Pa
B
C
2. PRESIÓN HIDROSTÁTICA: Es la presión que ejercen los fluidos sobre los cuerpos
inmersos en ellos.
P = dgh
Donde: P = presión, d = densidad del fluido, g = gravedad.
Como se puede observar la presión depende de la densidad, a mayor densidad del
fluido, mayor presión sobre el cuerpo y de la altura del fluido o de la profundidad del
cuerpo, mientras más profundo esté el cuerpo, mayor presión se ejerce sobre él.
3. PRINCIPIO DE PASCAL: "La presión ejercida sobre un fluido en reposo, se transmite
por igual a todos los puntos del fluido". Blas Pascal notó que la forma del recipiente no
afecta la presión a una profundidad dada (vasos comunicantes). Tubo de pasta dental
3.1.
PRENSA HIDRÁULICA: Todas las máquinas hidráulicas emplean en su
funcionamiento el principio de Pascal. La prensa hidráulica es un conjunto de dos
cámaras conectadas, en el cual se encuentra encerrado un fluido. Cada cámara tiene
un pistón con libertad de movimiento. Como la presión es igual en ambas cámaras, se
tiene:
f
a
F
A
f/a = F/A
VM = F/f = A/a
4. PRESIÓN SOBRE EL FONDO: Depende exclusivamente de la base (p = f/a) y de la
altura y no de la cantidad de líquido que el recipiente contenga (paradoja hidrostática).
5. LÍQUIDOS NO MISCIBLES: Son líquidos que no se mezclan, por lo tanto poseen
diferente densidad. En cada uno de ellos, la altura es inversamente proporcional a la
densidad.
d1 / d2 = h2 / h1
6. PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA: En un recipiente la diferencia de
presiones entre dos puntos está expresada por:
P2 - P1 = dg(h2 - h1)
h1
h2
.
7. PRINCIPIO DE ARQUIMEDES: Un objeto sumergido en un fluido es
empujado hacia arriba por una fuerza igual al peso del fluido desalojado por el
objeto. Esa fuerza se denomina empuje.
E = Pr - Pa
E = Pel. Vc
Donde: E = empuje (Newtons, dinas, gf, kgf)
Pr = Peso real (peso del cuerpo en el aire)
Pa= Peso aparente (peso del cuerpo dentro del fluido)
Pel = peso específico del líquido
Vc = Volumen del cuerpo
Un cubo sólido de aluminio, un cubo sólido de hierro y un cubo horadado de hierro,
todos del mismo volumen, experimentan la misma fuerza de empuje.
Obsérvese, que la fuerza de empuje no depende del peso del objeto sumergido, sino
sólo del peso del fluido desalojado.
7.1.
FLOTACIÓN DE CUERPOS: De acuerdo con la formula del empuje se puede
establecer que:
FLOTACIÓN: Cuando la densidad (o el peso específico) del cuerpo es menor que la
densidad del líquido.
ENTRE AGUAS: Ni se hunde, ni flota totalmente, cuando la densidad (o el peso
específico) del cuerpo es igual que la densidad del líquido.
HUNDIMIENTO: Cuando la densidad (o el peso específico) del cuerpo es mayor que la
densidad del líquido.
Hay situaciones en que sólo se sumerge una parte del cuerpo, el valor del volumen
sumergido se puede obtener aplicando la ecuación:
Vt / Vs = Peliquido / Pecuerpo
PROFUNDIZACIÓN
7.2.
APLICACIONES: Usar chaleco salvavidas lleno de material de muy baja
densidad tiene el efecto de disminuir la densidad media del cuerpo.
Los barcos de acero (densidad 9 x 10 3 kg/m3 ) poseen cascos huecos muy grandes de
tal manera que la densidad media del barco sea menor que la del agua. Los
submarinos bombean agua al exterior de cámaras especiales para regular la fuerza
neta vertical, de manera que el submarino ascienda o descienda. Los peces tienen
sacos de aire que les permiten ajustar su densidad para ascender o descender en el
agua. ¿Porqué no flota una puntilla?
EFERVESCENCIA
La adición de burbujas en las bebidas gaseosas es posible porque los gases a presión
se disuelven en los líquidos. El dióxido de carbono, el gas en tales burbujas, se inyecta
a altas presiones en una bebida y permanece disuelto. Cuando se abre la botella, la
presión se libera y el gas, que no puede permanecer disuelto, burbujea fuera del
líquido.
Este proceso ocasiona la enfermedad de los buzos, un grave problema que afecta a
quienes se sumergen a grandes profundidades. Bajo el agua, los buzos respiran aire
que ha sido almacenado bajo presión en tanques. Cuando este aire ingresa a los
pulmones, la presión hace que el nitrógeno del aire se disuelva en la sangre. Si el buzo
asciende a la superficie muy rápidamente, la liberación acelerada de la presión forma
peligrosas burbujas de nitrógeno en la sangre.
CONSOLIDACIÓN DEL APRENDIZAJE
ACTIVIDAD
A) ANÁLISIS:
1. ¿Porqué de una pipeta con líquido, éste no se derrama al taparle la parte superior y
si cuando se destapa?
2. Explique cómo funcionan los siguientes elementos: Sifón, la pipeta, un cuentagotas
o gotero.
3. ¿ Porqué puede usted tomar gaseosa mediante un pitillo ?
4. ¿ Cómo funcionan a) un barómetro, b) un manómetro ?
5. ¿ Cómo determina la densidad de un cubo de metal ?
6. ¿ Cómo determinaría la densidad del vidrio del que están hechas unas diminutas
esferas de vidrio ?. Suponga que las esferas son muy pequeñas para que puedan
pesarse y medirse con el equipo disponible. Sin embargo, tiene una gran cantidad
de ellas.
7. ¿ Cómo determina la densidad de un líquido ?
8. Explique por qué “ el agua busca su propio nivel “
9. Explique por qué al soplar entre dos tiras de papel, se juntan.
10. ¿ Donde es mayor la presión atmosférica, en el nevado del Ruiz o en Cartagena ?,
¿Por qué?
11. Aproximadamente por cada 100 m de variación de la altura, la presión atmosférica
varia 1 cm de hg, según esto, cuál es la presión de Manizales.
12. Explique el funcionamiento de la vejiga natatoria de los peces.
13. ¿porqué duele más un pisón con un tacón delgado que con uno ancho?
14. Se sabe que la presión atmosférica en Marte es casi 10 veces menor que la de la
tierra, ¿Cuál sería la altura de la columna de hg en el experimento de Torricelli, si
se llevara a cabo en ese planeta?
15. ¿Y cuál sería la altura de la columna si el experimento se realizara en la luna?.
Explique
16. Una gran piscina y una pileta, una al lado de la otra, contienen agua hasta una
misma profundidad. A) La presión en el fondo de la piscina es mayor, menor o igual
que la presión en el fondo de la pileta? .B)La fuerza en el fondo de la piscina es
mayor, menor o igual que la fuerza en el fondo de la pileta?.
17. En un edificio hay un tanque elevado de agua de 1 m de ancho, 2 m de largo y 1 m
de altura. Para aumentar la presión en las llaves, una estudiante de física sugirió
que se colocara en el mismo lugar otro tanque de mayor capacidad, con 2 m de
ancho, 3 m de longitud y 1 m de altura. ¿Qué opina usted de la propuesta?.
Explique.
18. En un recipiente con líquido se marcan dos puntos 1 y 2, tal que 2 más bajo que 1.
La presión en 1 es de 2 barias y en 2 de 5 barias, si por medio de un pistón se
aumenta la presión en 1 hasta 5 barias: a) ¿Cuál será el aumento de la presión en
1?¿Y en cualquier otro punto del líquido?. b) ¿Cuál es el nuevo valor de la presión
en 2?
19. Un barco flota en equilibrio sobre el agua. a) el empuje que recibe del agua es
mayor, menor o igual que su peso?, b) La densidad media del barco, ¿Es mayor,
menor o igual que la densidad del agua?
B)
APLICACIÓN
20. La presión atmosférica a nivel del mar es aproximadamente de 10 5 Pa. ¿Cuál es la
fuerza ejercida sobre la superficie de un escritorio de 152 cm de largo y 76 cm de
ancho?
21. La huella que deja una llanta de un auto sobre el piso es un rectángulo de 12 cm x
18 cm. Si la masa del auto es de 925 kg, ¿qué presión ejerce sobre el piso?
22. Un ladrillo de plomo de 5 x 10 x 20 cm descansa en el piso sobre su cara más
pequeña. ¿Qué presión ejerce? (La densidad del plomo es 11,8 g/cm 3.
23. En un tornado, la presión puede ser 15% menor que la presión atmosférica normal.
Aún más, es posible que un tornado se mueva tan rápidamente que esta caída de
presión puede ocurrir en un segundo. Suponga que repentinamente ocurre un
tornado frente a su puerta (182 cm de alto y 91 cm de ancho) fuera de su cuarto.
¿Qué fuerza ejercería sobre la puerta? ¿En qué dirección?
24. Una estudiante de 60 kgf de peso está de pie. a) Estando descalza, el área total de
apoyo de sus pies sobre el suelo es de 150 cm². ¿Qué presión está ejerciendo
sobre el piso?. b) Si tuviera zapatos para nieve su área total de apoyo sería de 600
cm². En este caso, ¿Cuál sería la presión sobre el suelo?
25. El área total de apoyo de los cimientos de un edificio es de 200 m². Un ingeniero
informa que el suelo bajo los cimientos soporta una presión de 400 N/cm². a)
Exprese en cm² el área de apoyo de la cimentación. b) Calcule el peso del edificio.
RECUERDE: densidad = masa / volumen.
Peso específico = peso / volumen
1 kgf = 9, 8 N
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
PARADOJA HIDROSTÁTICA
La presión sobre el fondo no depende del volumen, sino de la altura del líquido
HIDRODINÁMICA
Estudia los fluidos en movimiento. El movimiento de los fluidos puede ser de régimen variable o de
régimen estable; cuando la velocidad del fluido en cualquier punto permanece constante a través
del tiempo, se dice que es de régimen estable, se considera además que el movimiento es
irrotacional, es decir que no posee velocidad angular, además se considera sin viscosidad para
evitar el rozamiento con las paredes del recipiente y entre las capas del fluido que pueden dar lugar
a perdidas de energía mecánica.
1.
CAUDAL Q: Cuando un fluido fluye por una tubería de sección recta A con una velocidad v, se
define el caudal como el volumen de líquido transportado por unidad de tiempo, es decir:
Q = AV
Donde Q se expresa
en m3/s o cm3/s
NOTA: Se llama flujo de un fluido a través de una sección, la masa que la atraviesa en la unidad de
tiempo; también se le llama caudal másico. Se define el gasto como el producto del caudal por el
tiempo.
2. ECUACIÓN DE CONTINUIDAD: Un fluido que entre por un extremo del tubo debe salir por el
otro. Entonces, se tiene, que en un tiempo dado la masa de fluido que penetra en el área A 1 con
velocidad V1 y sale por el área A2 con velocidad V2 es constante, por tanto se tiene:
A1
V1
A2
V2
A1 V1 = A2 V2
Que es la expresión matemática de la conservación de la masa total del fluido, e indica que si la
sección de un tubo se estrecha, la velocidad aumenta.
3. TEOREMA DE BERNOULLI: (Daniel Bernoulli, científico suizo 1700 - 1782) Es esencialmente la
aplicación de la conservación de la energía mecánica a los fluidos. Cuando la velocidad de un
fluido aumenta, la presión ejercida por tal fluido decrece. Para comprobar lo anterior realice el
siguiente experimento: Sostenga una tira de papel debajo de su labio inferior y sople fuertemente
sobre la superficie superior. La hoja se elevará. La presión por encima del papel, donde el aire está
fluyendo rápidamente, es menor que la presión por debajo donde el aire no está en movimiento.
La mayor parte de los aviones logran parte de su despegue aplicando el principio de Bernoulli. Las
alas son superficies de control diseñadas para producir el ascenso a través de un fluido. La
curvatura de la superficie superior de un ala es mayor que la de la parte inferior. Cuando el ala
viaja a través del aire, el aire que se mueve sobre la superficie superior viaja mayor distancia y por
consiguiente debe ir más rápidamente que el aire que se mueve sobre la superficie inferior. La
disminución de la presión del aire creada en la parte superior del ala, genera una presión neta
hacia arriba la cual produce una fuerza neta hacia arriba sobre las alas, o fuerza de ascenso, que
ayuda a mantener el aeroplano volando. Los autos de carrera utilizan superficies de control con
una gran curvatura sobre la superficie inferior. Las superficies de control, denominadas alerones
producen una presión neta hacia abajo que ayuda a mantener las llantas traseras los autos en
contacto con la pista a altas velocidades.
¿Ha observado que los muelles son diseñados de tal manera que el agua fluye libremente a través
de ellos? Considere qué le sucedería a una pared sólida de un muelle al aproximarse un bote.
Cuando el espacio entre el bote y la pared del muelle se hace menor, la velocidad del agua que
fluye en este espacio aumenta y la presión ejercida por el agua sobre el lado del muelle donde se
encuentra el bote disminuye. El bote podría ser empujado contra el muelle debido a la mayor
presión del agua contra el otro lado.
P1 + dgh1 + ½ dV1 ² = P2 + dgh2 + ½ dV2 ²
Donde: P1 ,P2 = presiones
d = densidad del fluido
g = gravedad
h1 , h2 = alturas
V1 , V2 = velocidades
L2
A2
L1
A1
4.
TEOREMA
DE
TORRICELLI: En un depósito
grande abierto a la presión
atmosférica con un orificio
pequeño a la profundidad h,
la velocidad de salida del
líquido, está expresada por la
ecuación:
H2
H1
L
I
Q
U
I
D
O
v
(2 gh)
h
Que es la ecuación de la velocidad de un cuerpo en caída libre, cayendo de la altura h.
Algunas aplicaciones son: Medidor de Venturi; que permite calcular la velocidad de los líquidos. El
tubo de Pitot; que mide la velocidad de los gases, el atomizador, el empuje del aire sobre las alas
de un avión, el flujo de aire tiene mayor velocidad encima del ala que debajo. La trayectoria de una
pelota en rotación.
El trabajo realizado por un pistón al desplazar o comprimir un líquido en un cilindro en contra de
una presión es:
Presión = presión media x volumen
ACTIVIDAD
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Por una tubería de 10 cm de diámetro circula agua con una velocidad de 3 m/s. Hallar el
caudal y expresarlo en m3/s
Hallar la velocidad del agua en una tubería de 5 cm de diámetro que suministra un caudal
3
de 18 m /h. R: 2,55 m/s.
La velocidad de la glicerina en una tubería de 15 cm de diámetro es de 5 m/s. Hallar al
velocidad que adquiere en un estrechamiento de 10 cm de diámetro. R: 11,25 m/s
Por una tubería de 5 cm² de sección transversal circula agua con una rapidez de 5 m/s. Si
la tubería tiene un estrechamiento en el cual la rapidez del agua es 25 m/s, ¿ Cuál es la
sección transversal del estrechamiento?
Hallar la velocidad de salida de un líquido a través de de un orificio situado 8 m por debajo
de la superficie libre del mismo. Suponiendo que la sección del orificio vale 6 cm², ¿qué
volumen de fluido sale durante un minuto? R: 12,5 m/s; 0,45 m 3/mi
Una tubería horizontal de 15 cm de diámetro tiene un estrechamiento de 5 cm de diámetro.
La velocidad del fluido en la tubería es de 50 cm/s y la presión de 12 N/ cm². Hallar la
velocidad y la presión en el estrechamiento.
TEMPERATURA Y CALOR
1. TEMPERATURA: La idea de temperatura se relaciona con la energía cinética media de una
molécula. La energía cinética media por molécula depende solamente de la temperatura y no del
tipo de molécula.
Posiblemente ha oído que “la temperatura es una medida del calor de un cuerpo”. Esta afirmación,
es incorrecta, ya que la temperatura es un número que se emplea para indicar el estado de “calidez
o frialdad” de un cuerpo. La expresión “calor de un cuerpo” no tiene significado físico.
Una forma correcta de conceptuar la temperatura sería decir que se trata de una medida de la
mayor o menor agitación de las moléculas o átomos que constituyen el cuerpo. Para un gas,
cuanto mayor sea su temperatura, tanto mayor será la energía cinética de sus moléculas. De igual
manera, cuando la temperatura de un gas disminuye, la agitación de sus moléculas se vuelve
menor.
¿Qué sucede en un gas cuando está sometido al cero absoluto?
2. EFECTOS DE LA TEMPERATURA: la temperatura en los cuerpos produce cambios físicos
así:
- Dilatación: cambio de las dimensiones de los cuerpos y por tanto del peso específico.
- Cambio de presión.
- Cambio de la resistencia eléctrica.
- Cambio del color.
Estos cambios se emplean para medir la temperatura.
2.1. DILATACIÓN
-
Lineal: Variación de la longitud del cuerpo: L = Lo (1 + t). Se presenta en hilos o varillas
Superficial: Variación del área: S = So (1 + t). Se presenta en láminas. Si una lámina tiene un
hueco, el área del hueco se dilata en la misma proporción que el material que lo rodea.
Cúbica o volumétrica: Aumento del volumen: V = Vo (1 + t). Se presenta en sólidos, líquidos
gases.
Donde: L, S, V = longitud, área y volumen finales
Lo, ,So , Vo = Valores iniciales de longitud, área y volumen.
= Coeficiente de dilatación lineal.
= Coeficiente de dilatación superficial. = 2
= Coeficiente de dilatación cúbica. = 3
Se debe tener en cuenta:
a) Para los líquidos y los gases sólo existe dilatación cúbica.
b) Si un sólido tiene una cavidad, el volumen de ésta aumenta, cuando se dilata el cuerpo, como
si estuviera llena de la misma materia.
c) Para los gases a baja presión, el coeficiente de dilatación cúbica es prácticamente igual para
-1
todos los gases. ( = 0,0036 °C .
d) El agua no se comporta como los otros líquidos. De 0° C a 4°C se contrae y por arriba de 4°C
se dilata.
e) El caucho se contrae bajo la acción del calor.
3. ESCALAS DE
TEMPERATURA:
4. CALOR: Energía transferida entre dos cuerpos en interacción debido a una diferencia de
temperatura. El calor siempre fluye de los cuerpos calientes a los cuerpos fríos y cesa de fluir
cuando se establece el equilibrio térmico, es decir un estado en el cual cualquier cambio térmico es
nulo.
CALORÍA: Unidad de calor que se define como la cantidad de calor que ha de suministrarse a un
gramo de agua para incrementar su temperatura de 14,5 °C a 15,5°C. Hoy, por acuerdo
internacional, se define la caloría como 4,18 julios y es lo que se llama equivalente mecánico del
calor. Las calorías especificadas en los alimentos son realmente kilocalorías.
5. CALOR ESPECÍFICO DE UNA SUSTANCIA: Cuando a un cuerpo se le suministra una
cantidad de calor Q, se incrementa su temperatura y se puede definir: Capacidad calorífica del
cuerpo.
Capacidad calorífica = Q / t. ( cal/°C)
Ahora, el CALOR ESPECÍFICO de una sustancia es la cantidad de calor necesaria para
incrementar la temperatura de un gramo de sustancia para elevar su temperatura en un grado.
C = Q / m t (cal / g°C)
Mediante esta ecuación, entonces se puede deducir la cantidad de calor que gana o pierde un
cuerpo: Q = m c t. También, se puede anotar que calor absorbido = calor cedido.
Los gases presentan dos calores específicos, a saber: a presión constante y a volumen constante,
siendo mayor aquel que éste. El calor específico de sólidos y líquidos se puede determinar
mediante el calorímetro de mezclas.
6. CALOR LATENTE: Llamado también calor de transformación. Es la cantidad de calor
necesaria para cambiar el estado de un cuerpo, dividida por la masa del cuerpo.
L = Q / m (cal / g).
Esta definición es válida par los calores de fusión, congelación, vaporización, condensación y
sublimación. Los cambios de estado van acompañados de absorción o desprendimiento de calor,
pero la temperatura se mantiene constante.
7. PROPAGACIÓN DEL CALOR: El calor se transmite de un punto a otro, mediante una de las
siguientes formas: Conducción, convección y radiación.
 CONDUCCIÓN: Transferencia del calor a través del material sin transporte de energía, se
transmite la vibración de las moléculas por choque a las moléculas vecinas. Ejemplo, una
cuchara se sumerge en un líquido caliente, ala cabo de un tiempo, la parte exterior de la
cuchara se encuentra caliente.
 CONVECCIÓN: Es la propagación del calor de un lugar a otro por transporte de la masa
caliente, es decir que existe desplazamiento de materia. Se presenta en líquidos y gases.
Ejemplos de éste fenómeno son el viento, el desplazamiento del agua caliente hacia arriba en
un recipiente.
 RADIACIÓN: Es el transporte de energía de un cuerpo a otro sin que exista contacto entre
ellos. Todos los cuerpos debido a su temperatura emiten radiaciones electromagnéticas que se
propagan en el vacío y en las sustancias transparentes con la velocidad de la luz. Cuando
inciden sobre un cuerpo opaco, son absorbidas y la energía que transportaban se convierte en
calor. Ejemplos: El calentamiento de la tierra por parte del sol, el calentamiento del vidrio de las
lámparas incandescentes, el aumento de temperatura del aire alrededor de una hornilla.
¿Se podrá hervir agua sin calentarla?
ACTIVIDAD
1.
Dos cuerpos, A y B, con temperaturas diferentes tA > tB, se ponen en contacto y aislados de
influencias externas.
a)
Diga qué sucede a los valores de tA y tB,
b)
¿Cómo se denomina el estado hacia el cual tienden ambos cuerpos?
c)
¿Cuando se alcanza este estado, ¿qué podemos decir acerca de los valores de tA y tB,?
2. Para medir la temperatura de una persona debemos mantener el termómetro en
contacto con ella durante cierto tiempo. ¿Por qué?
3. a)
La temperatura normal del cuerpo humano es de casi 370C. Exprese esta temperatura en
la escala Kelvin.
0
b)
La temperatura de ebullición del nitrógeno liquido es de 78 K. ¿Cuál es su valor en C?
0
c)
La temperatura de un cuerpo se elevó en 52 C. ¿Cuál fue la elevación de la temperatura
Kelvin del mismo?
4.
En un laboratorio de investigaciones, un científico midió la temperatura a la cual cierto gas
se licúa, encontrando un valor extremadamente bajo. ¿Cuál de los valores siguientes cree usted
que pudo haber obtenido ese científico? Explique.
a) —3270C
b) —15K
c) —2530C
5. Dos recipientes, A y B, contienen masas iguales de un mismo gas a diferentes temperaturas,
siendo tA > tB,. Recordando lo que leyó en el texto de esta sección, diga si es correcto decir:
a) “El gas en A posee más calor que el gas en B”.
b) “La energía cinética de las moléculas del gas en A es mayor que la energía cinética de las
moléculas del gas en B”.
6. a)
Explique por qué un vaso de vidrio común probablemente se romperá si se le llena
parcialmente con agua hirviente.
b) ¿Por qué silo llenamos por completo hay menos probabilidad de que se rompa?
c)
¿Por que no se quebraría si fuera de vidrio Pyrex?
7. Para comprender el significado del coeficiente de dilatación lineal, llene los espacios vacíos que
aparecen en las afirmaciones siguientes: Cuando se dice que el coeficiente de dilatación lineal del
-6
-1
plomo vale 29 x 10 °C , esto significa que una barra de plomo
a) De 1 km de longitud se dilata 29 x 10-6 km cuando su temperatura aumenta en ____________
b) De 1 cm de longitud se dilata _________ cm cuando su temperatura aumenta en l0C.
8. a) Dos barras, A y B, de la misma longitud inicial, sufren la misma elevación de temperatura.
¿Podrían ser diferentes las dilataciones de estas barras? Explique.
b) Dos barras, A y B, del mismo material, experimentan la misma elevación de temperatura. Las
dilataciones de estas barras
¿podrían ser distintas?. Explique
9. La capacidad de un picnómetro completamente lleno, es de exactamente 25 ml a la temperatura
0
de 20°C. Cuando éste se tiene totalmente lleno de agua en un día caluroso (30 c). el volumen del
agua que contiene. ¿será mayor menor o igual a 100 mI?
10. Suponga que una vía de ferrocarril se construyó con rieles de cierta longitud L, dejando entre
ellos juntas de dilatación de 1 cm de amplitud.
a) Si la vía se construyera con rieles de mayor longitud que L, ¿las juntas de dilatación
deberán tener una amplitud mayor, menor o igual a 1 cm?. Explique.
c) ¿Por qué. si se produce un incendio sobre una vía férrea. los rieles se deforman a pesar
de la existencia de las juntas de dilatación?
11. Una placa metálica que llene un orificio circular. se calienta de 50°C a 100°C. A consecuencia
de este calentamiento. podemos concluir que el diámetro del orificio:
a) se duplica b) se reduce a la mitad c) no cambia d) aumenta un poco e) disminuye un poco.
12. Un perno (tornillo) de acero se coloca, con pequeña holgura en un orificio existente en una
placa de cobre. ¿Cuál afirmación está equivocada?
a) Al calentar únicamente el tornillo. la holgura disminuirá.
b) Al calentar solamente la placa, la holgura aumentará
c) Al calentar ambos. la holgura aumentará