FISICA CAP17,18.docx

8/11/2019 FISICA CAP17,18.docx

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EJRCICIOS CAPITULO 17

17.3) Se coloca una botella de refresco en un refrigerador y se deja ah hasta que su

temperatura haya bajado a 10,0K. Calcule el cambio de temperatura en:

Datos a) F b)C

T= -10K

17.8) Termmetro de gas a temperatura constante. Usando un termometro de gas, unexperimentador determino que la presion en el punto triple del agua (0.01C),era 4.80

x 104Pa; y en el punto de ebullicion normal del agua(100C), 6.50 x 10

4Pa.

a) Suponiendo que la presion varia linealmente con la temperatura, use estos

datos para calcular la temperatura celsius en la que la presion del gas seria

cero (es decir obtenga la temperatura Celsius del cero absoluto).

b) El gas de este termmetro obedece con precision a la ecuacin(17.4)? Si asi

fuera y la presion a 100C fuera 6.50 x 104Pa, Que presion habria medido el

experimentador a 0.01 C? ( Como veremos en la seccion 18.1, la ecuacin

(17.4) slo es exacta para gases a muy baja densidad)

Datos a)

TP3= 0,01C

PP3= 4.80 x 104Pa

TPE= 100C

PPE= 6,50 x 104Pa

b)

TF = 9/5(K)

TF = 9/5(-10)

TF= -18

TK=C

TC= -10

P2=P1+r(T2-T1)r=6.5 X104 Pa - 4.8 X 104Pa/(100 -0.01)Cr=170.0Pa/C0= P1+r(T-T1)T=T1-(P1/r)T=0.01C-(4.8 X 104Pa/170.0Pa/C)T = -282,34C

T2/T1=P2/P1

P2= P1(T2/T1)

P2=(0,001x6,5x104)/100

P2= 6,5 Pa


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17.13) Un frasco de vidrio con volumen de 1000.00 cm3 a 0C se llena al tope con

mercurio a esta temperatura. Si el frasco y el mercurio se calientan a 55 C, se

derramaran 8.95 cm3 de mercurio. Si el coeficiente de expansin de volumen del

mercurio es de 18x 10-5

K-1

; Calcule el coeficiente de expansin de volumen del frasco

de vidrio.

DATOS

V0Hg = 1000cm3

T0 = 0C

Tf =55c

Hg derramado = 8,95cm3

Hg = 18x10-5K

17.18) Imagine que le dan una muestra de metal y le piden determinar su calor

especfico. Pesa la muestra y obtiene un valor de 28,4 N. Aade con mucho cuidado

1,25x104

J de energa calrica a la muestra, y observa que su temperatura aumenta

18C. Qu calor especfico tiene la muestra?

DATOS

P = 28,4 N

Q = 1,25x104 J

T = 18C

17.23) Un trozo de metal de 500.0 g de un metal desconocido, que ha estado en agua

hirviente durante varios minutos, se deja caer rapidamente en un vaso de espuma de

poliestireno , que contiene 1.00kg de agua a temperatura ambiente (20.0 C). Despus

de esperar y agitar suavemente durante 5.00 minutos, se observa que la temperaturadel agua a alcanzado un valor constante de 22.0C.

a) Suponiendo que el vaso absorbe una cantidad depreciable de calor y que no se

pierde calor al entorno, qu calor especfico tiene el metal?

b) Qu es ms til para almacenar calor, este metal o un o un peso igual de agua

? explique su repuesta

V=V0T

V=18x10-5x1000x55

V= 9,9cm3

VVIDRIO= 9,9cm38,95cm3

VVIDRIO= 0,95cm3

0,95 = x1000x55

= 1,72x10-5K-1

c = Q/Mt

c = 1,25x104/(2,9x18)

c = 239 J/Kg .K

P = 28,4 N = mx9,81

m = 2,89 Kg


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c) Suponga que el calor absorbido por el vaso no es depreciable. Qu tipo de

error tendra el calor calculado en el inciso a) (sera demasiado grande,

demasiado pequeo o correcto)? Explique su respuesta

DATOS a)

mM = 500g = 0,5Kg

TEbullicin= 100C

mAgua= 1Kg

T = 20C

T = 5minutos

TF = 22C b)

c)

17.28) Los camellos necesitan muy poca agua porque pueden tolerar cambiosrelativamente grandes en su temperatura corporal. Mientras que las personas

mantienen su temperatura corporal constante dentro de un intervalo de 1 a 2C, un

camello deshidratado deja que su temperatura corporal baje a 34C de noche y suba

a 40C en el da. Para ver lo eficaz que es este mecanismo para ahorrar agua, calcule

cuantos litros de agua tendra que beber un camello de 400 kg, si trata de mantener su

temperatura corporal en 34C mediante evaporacin de sudor durante el da (12h) en

vez de dejar que suba a 40C. ( la capacidad calorfica del camello u otro mamfero es

la de una persona representativa. 3480J/kg.K. el calor de vaporizacin del agua a

34C es de 2.42x10-6 J/kg)

Datos

M= 400Kg

T = 6C

= 1m3/l

QAGUA+ QMETAL= 0

mAGUAcAGUATAGUA = - mMETALcMETALTMETAL

1x4190x2 = - 0,5xcMETALx(22 - 100)

cMETAL=215J/Kg.K

El agua porque maguacagua> mmetalcmetal

El error que obtendramos seria insignificante

por tanto afecta a los resultados en una mnima

mLv = McT

m = McT/Lv

m = (400x3480x6)/(2,42x106)

m = 3,45Kg

=m/V V=m/

V = 3,45l


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17.33) Suponga que la varilla de la siguiente figura es de cobre, tiene 45,0 cm de

longitud y rea transversal de 1,25 cm2. Sea TH=100C y TC=0C. a) Calcule el

gradiente de la temperatura a lo largo de la varilla en el estado de equilibrio final. b)

Calcule la corriente de calor en la varilla en el estado de equilibrio final. c) Calcule la

temperatura de la varilla a 12cm de su extremo izquierdo en el estado de equilibrio

final.

DATOS

L = 45cm

A = 1,25cm2 L

TH= 100C a)

TC= 0C

k = 385(W/m.K)

b)

C)

17.38) Calcule la tasa neta de prdida de calor por radiacin en el ejemplo 17.16

(seccin 17.7) si la temperatura del entorno es de 5.0 C.

Si el rea superficial total del cuerpo humano es de 1,20m2 y la temperatura

superficial es de 30C = 303K, calcule la tasa total de radiacin de energa del cuerpo.

Si el entorno est a una temperatura de 5C, calcule la tasa neta de prdida de calordel cuerpo por radiacin. La emisividad del cuerpo es muy cercana a la unidad, sea

cual fuere la pigmentacin de la piel.

DATOS

A = 1,2m2

TS= 303K

TE= 278K

TH TC

Gradiente de temperatura = (1000)/0,45

Gradi ent e de t emper atu ra = 222,22K/m

H = kA(Gradiente de temperatura)

H = 385x1,25x(1/10000)x222,22

H = 10,7 W

222,22 = (100TC1)/0,12

26,66 = 100TC1

TC1= 73,33C

HN = AeT4 -AeTS

4

HN = 1,2x1x5,67x108x(30342784)

HN= 167,11 W


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17.43) Un pndulo de Foucault consiste en una esfera de latn con un dimetro de 35

cm, suspendida de un cable de acero de 10.5 m de largo (ambas mediciones se hicieron

a 20C). Por una negligencia en el diseo, la esfera oscilante libra el suelo 2mm,

cuando la temperatura es de 20C. A qu temperatura la esfera comenzara a rozar el

suelo?

DATOS

d = 35cm

L = 10,5m

T0= 20C

dSUELO= 2mm

17.48) Reingreso de naves espaciales. Una nave espacial de aluminio tiene una rapidez

orbital de 7700 m/s. a) Calcule la relacin entre su energa cintica y la energa

requerida para elevar su temperatura de 0C a 600C (El punto de fusin del aluminio

es de 660C, suponga una capacidad calorfica constante 910 J/KgK). b) Analice la

importancia de su respuesta para el problema del reingreso de una nave tripulada en

la atmsfera terrestre.

DATOS a)

VORBITA = 7700m/s

T0= 0C

TF = 600C

b)

LESFERA+ LCABLE= 2mm

2x10-5x0,35x(TF20) + 1,2x10-5x10,5x(TF20) = 0,002

0,000007TF0,00014 + 0,000126TF0,00252 = 0,002

TF = 35C

kQ = Ec

kmcT = (1/2)mV2

kx910x600 = 0,5x77002

k = 54,3

Si la constante k fuese un poco menor a la que

tenemos, lo que puede suceder es que la nave

no logre reingresar a la atmosfera terrestre ya

ue esta tendera a fundirse.


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17.53) En un recipiente de masa depreciable, se agregan 0.0400 kg de vapor de agua a

100C y la presin atmosfrica a 0.200kg de agua a 50.0C. a) Si no se transfiere

calor con el entorno, qu temperatura final alcanzar el sistema? b) A la

temperatura final, cuantos quilogramos hay de vapor de agua y cuantos de agua

lquida?

DATOS a)

mV= 0,040Kg

TV100C

mL = 0,20Kg

TL = 50C b)

17.58) Una cabaa rustica tiene un piso cuya area se de 3.50mx3.00m.Sus paredes, que

miden 2.50 m de alto, estn hechas de madera (conductividad trmica de0.0600W/m.K) DE 1.80 cm de grosor y estn aisladas con 1.50cm de un material

sinttico. Cuando la temperatura exterior es de 2.00 C, es necesario calendar la

habitacin a una tasa de 1.25KW para mantener su temperatura a 19C. Calcule la

conductividad trmica del material aislante. Desprecie la perdida de calor a travs del

techo y el piso. Suponga que las superficies interna y externa de la pared tienen la

misma temperatura que el aire en el interior y afuera de la cabaa.

DATOS

A = 3,5mx3m H = 1,25x103W

Hparedes = 2,5m TEXT= 2C

k1 = 0,06 W/m.K TINT= 19C

GMADERA = 1,8cm

GAISLANTE = 1,5cm

Q=-mLv=-(0,04 Kg)(2256 X103J/Kg)= -9,02 X104J

Q=mCT

Q=0,2 Kg(4190 J/Kg.K)(50,0C)=4,19 X 104J

Por lo tanto T = 100c

m= Q/Lv

m=4,19 X 104

J/(2256 X103

J/Kg)

m=0,0186 Kg

MV = 0,04 - 0,0186 = 0,0214Kg

ML= 0,2 + 0,0186 = 0,219Kg


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17.63) Cambio de temperatura en un reloj. Un reloj de pndulo est diseado paramarcar un segundo en cada oscilacin de lado a lado del pndulo (perodo de 2s). a)

Se adelanta un reloj de pndulo cuando hace calor y se atrasa cuando hace fro, o al

revs? Explique su razonamiento: b) Cierto reloj de pndulo da la hora correcta a

20C. La varilla del pndulo es de acero, y su masa puede despreciarse en

comparacin con la masa de una lenteja. Calcule el cambio fraccionario de longitud

de la varilla cuando se enfra a 10C. c) Cuntos segundos por da se adelanta o se

atrasa el reloj a 10C? Con qu exactitud debe controlarse la temperatura para que

el reloj no se atrase ni se adelante ms de 1s por da? La respuesta depende del

perodo del pndulo?

a)

b)

ATOT= 2x2,5x(3,5 + 3)

ATOT = 32,5m2

R = (A/H)(THTC)

R = (32,5x17)/(1,25x103) = 0,442m2K/W

RM = L/k = 0,018/0,06 = 0,3m2K/W

RAIS= 0,4420,3 = 0,142 m2K/W

KAIS= LAIS/RAIS = 0,015/0,142

KAIS = 0,106W/m.K

g

lT 2

Cuando hace calor el reloj se atrasa ya que l va ha ser

mayor por tanto el periodo tambin. Cuando hace frio

ocurre todo lo contrario vamos a tener que l disminuye,

como su periodo, entonces el reloj se adelanta.

mlo

lo

glo

g

loTo

99396,0

)81,9(*1

*2

2

2

2

2

ml

l

ml

l

Tlol

4

5

10*2,1

99396,0993841,0

993841,0

)]10(*)10*2,1(1[*)99396,0(

)1(


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c) El reloj se adelanta ya que la longitud de la varilla es menor a los 10C que a los 20C.

PREGUNTAS CAPITULO 17

P17.1) Explique por qu no tendra sentido utilizar un termmetro de vidrio de

tamao normal, para medir la temperatura del agua caliente contenida en un dedal.Porque la cantidad de agua que tendramos en el dedal, sera muy poca en consideracin

con el termmetro a utilizarse, y para que el sistema entre en equilibrio la energa

adquirida por el termmetro sera muy considerable.

P17.2) Si usted calienta el aire dentro de un recipiente rgido y sellado hasta que su

temperatura en la escala kelvin se duplique, la presin del aire en el recipiente

tambin se duplica. Tambin es cierto esto si se duplica la temperatura Celsius del

aire en el recipiente? Explique su respuesta.

Si la temperatura se duplica en grados Celsius tambin se duplicar la presin a dicha

temperatura, debido a que la relacin entre la escala kelvin y la Celsius es directamente

proporcional.

P17.3) Muchos motores de combustin tienen cilindros de hierro colado y pistones de

aluminio Qu tipos de problemas podran presentarse si el motor se sobrecalienta?

(el coeficiente de expansin de volumen del hierro colado es similar al del acero.)

Uno de los problemas que podr tener estos motores, es que los pistones por tener un

coeficiente de expansin volumtrica mayor, se expandir mas que los cilindros y por

tanto el motor se pudiera detener o no permitir el correcto funcionamiento y podra

colapsar al sobrecalentarse.

P17.4) Por qu se revientan las tuberas de agua congelada? Se rompera un

termmetro de mercurio a temperaturas por debajo del punto de congelacin del

mercurio? Por qu?

Porque el agua a diferencia de los dems materiales, al enfriarse en vez de contraerse se

expande en volumen. No porque el mercurio si se contrae a diferencia del agua.

t = ((0,99396/9,81)1/2(0,99384/9,81)1/2)xx60x60x24

t = 5,21s

La respuesta depende del periodo del pndulo? Si ya que si el periodo

varia es porque tuvimos una variacin en la longitud de la varilla, por tanto

el resultado que obtengamos siempre va a depender del periodo.


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P17.5) Dos cuerpos del mismo material tienen las mismas dimensiones y aspectos

exteriores, pero uno est hueco y el otro no. Si se aumenta su temperatura por igual,

Su expansin en volumen global es la misma o distinta? Por qu?

Es distinta porque el volumen inicial que encontramos en ambos cuerpos es diferente,

debido a que uno es hueco y por tanto su expansin volumtrica es diferente.

P17.6) El interior de un horno esta a 200C (392F). Podemos meter la mano en el sin

sufrir dao, en tanto no toquemos nada. Dado que el aire del horno tambin est a

200C Por qu no se quema la mano?

No se quema la mano, siempre y cuando que el tiempo en que la mano este en el hornosea muy pequeo.

P17.7) Un artculo periodstico acerca del clima dice que la temperatura de uncuerpo mide cuanto calor contiene el cuerpo. Esta descripcin es correcta? Por

qu?

Es incorrecto la descripcin debido a que la temperatura no mide cuanta energa setransfiere de un cuerpo a otro, la temperatura solo es una medicin cuantitativa de lafrialdad o calidez.

P17.8) Debemos agregar calor a un objeto para aumentar su temperatura? Si

agregamos calor a un objeto. debemos elevar su temperatura? Explique su respuesta.

Si, porque al aumentar calor a un objeto, estamos aumentando su energa y por ende se

aumenta su temperatura. No debemos elevar su temperatura porque al aumentar el calor

la temperatura se eleva por s sola.

P17.9) Una estudiante dijo que 1m2

/s2

.Co

es una unidad adecuada para capacidad

calorfica especfica. Tiene ella razn? Por qu?

No tiene razn el calor especifico se puede medir en : kcal/m oC, 1cal/g.oC , 1Btu/lb.Fo

P17.10) En algunos acondicionadores de aire caseros para climas secos, el aire se

enfra soplndolo a travs de un filtro saturado de agua, evaporando parte del agua.

Como esto enfra el aire? Funcionara este sistema en un clima muy hmedo? Por qu?

Cuando el lquido se expande en tubos cerrados se enfra demasiado y a su vez enfra el

aire ambiente. Luego que el lquido ha ejecutado esta funcin, el compresor lo comprime ylo convierte en un gas caliente. El gas es transportado a una serie de tubos afuera del

cuarto, y el aire exterior, ms fro que el gas, lo enfra en un lquido relativamente caliente

(110 F.). Convertido en lquido, puede ahora enfriar el ambiente una vez expandido y

vaporizado ya que la temperatura desciende hasta 40 F.


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P17.11) Las unidades de calor especifico son J/kg .K, pero las unidades de calor de

fusin o del calor de vaporizacin son simplemente J/kg. Por que las unidades de no incluyen el factor () al contabilizar un cambio de temperatura

El calor especifico es una cantidad fsica que se define como cantidad de calor que hay

que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinmico paraelevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius) el valor del calor especfico.

El calor de cambio de estado, es laenerga requerida por una sustancia para cambiar de

estado, deslido alquido (calor de fusin) o de lquido a gaseoso.

P17.12) Porque un da clido y hmedo en el trpico generalmente es ms incmodo

para los seres hmedos que un da clido y seco en el desierto?

Porque, en trpico clido y hmedo, tenemos la evaporizacin del agua, y este gas

genera mucho mas calor a nuestros cuerpos por conveccin, y dificulta por ejemplo al

respirar.

P17.13) Un trozo de papel de aluminio para envolver una papa y cocerla en un horno

caliente, por lo general, puede manejarse con seguridad unos segundos despus de que

la papa se ha retirado del horno. Sin embargo no puede decirse lo mismo de la papa.

De razones para esta diferencia.

Porque la capacidad calorfica de la papa es mucho mas grande que la del trozo de papel

aluminio, debido a su masa. Y por eso no se puede manejar la papa unos segundos

despus sin el papel aluminio.

P17.14) Los viajeros del desierto a veces guardan agua en bolsas de lona. Algo de agua

se filtra por la lona y se evapora. Cmo enfra esto el agua del interior?

Porque la lona es un material de gran grosor entonces como el calor en el desierto setranfiere por conveccin, las molculas del aire no logran elevar la temperatura de la lonay por tanto se mantiene fra la lona y el agua tambin.

P17.15) Recien que salimos de la ducha, sentimos fro: pero a penas nos secamos

sentimos menos fro, aunque la temperatura del cuarto no cambio. Porqu?

Porque al salir de la ducha nosotros tenemos una temperatura mayor a la del ambiente, y

como las molculas del aire chocan con nuestro cuerpo sentimos frio, y al secarnos

equilibramos un poco nuestra temperatura a la del ambiente y por ende sentimos menos

frio.
http://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor


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P17.16) El clima de regiones adyacentes a cuerpos grandes de agua (como las costas

del pacifico o el atlntico) suele ser mas moderado que el de la regiones alejadas de

cuerpos grandes de agua (como las praderas) por qu?

Las grandes masas de agua actan como reguladores trmicos, logrando que en lascostas las temperaturas no sean tan extremas como en el interior de los continentes,tambin de estos grandes cuerpos provienen la mayor parte del agua que porevaporacin y de las lluvias.

P17.17) Por qu el agua de una bandeja de cubitos de hielo no se cgela

repentinamente cuando la temperatura alcanza 0C? De hecho el agua se congela en

capas adyacentes en las paredes de la bandeja. Por qu?

Por qu a los 0,001C podemos encontrar los 3 estados del agua.

P17.18) Antes de inyectar a un paciente, el mdico limpia su brazo con alcohol

isopropilico a temperatura ambiente. Por qu el paciente siente frio en el brazo?

El mdico coloca el alcohol uno minuto antes de inyectarte primero para desinfectar el

brazo, en ese transcurso de tiempo nuestro cuerpo va ha tener un equilibrio trmico con el

alcohol y cuando nos inyectan se siente frio porque la temperatura de la inyeccin es ms

baja que la temperatura ambiente y del alcohol.

P17.19) Un bloque de metal se siente ms fro que un bloque de madera a la misma

temperatura, por qu? Un bloque de metal caliente se siente ms caliente que un

bloque de madera a la misma temperatura, de nuevo por qu?. Hay alguna

temperatura a la cual ambos cuerpos se sientan igualmente fros o calientes? Cul?

Esto se debe la percepcin errada de lo que conocemos como temperatura, nuestro tacto

no es una herramienta adecuada para equiparar o establecer nociones de temperatura

entre diferentes cuerpos. Por una parte la transferencia de energa del metal es mucho

mayor que la madera, entonces ser ms fcil tener una percepcin acerca de su

temperatura. En todo caso, para que notsemos una temperatura igual, debera de

incrementarse un poco la energa de la madera en relacin al metal, entonces si sera

notable el cambio.

P17.20) Una persona vierte caf en una taza, pensando beberlo 5 minutos despus. Si

desea mantener el caf lo ms caliente posible. Deber ponerle la crema ahora o

esperar hasta justo antes de beberlo? Explique su respuesta.

Igual, ya que en este lapso de tiempo se realizara un equilibrio trmico entre las dos

sustancias y el medio de manera que se evidenciara una disminucin de la temperatura

al poner la crema al inicio o al final de beber el caf. De manera: T= Tf-Ti

P17.21) Recien que sacamos una tarta de manzana horneado fresco ha sido removido

del horno la corteza y el relleno estn a la misma temperatura. Aunque si tu pruebas


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la tarta, el relleno estar caliente para tu lengua, pero la corteza no. A la diferencia

(El relleno esta hmedo y la corteza es seca)

La corteza y el relleno aunque estn a la misma temperatura y fuera del horno la corteza

libera mas rpido al exterior el calor interno que esta posee, pero el relleno libera el calor

con menos rapidez y por eso sucede que parecera mas caliente.

P17.22) Se dice que las cosas se cocinan mejor (con ms uniformidad y sin quemarse)

en ollas de hierro colado gruesas. Qu caractersticas deseables tienen tales ollas?

Debido a que la conductividad trmica del hierro como en la mayora de los metales es

muy alta permite calentar los alimentos de manera ms rpida, pero adems de ello sus

molculas se comportan de manera ms simtrica en toda su superficie, es decir que se

calienta de manera semejante en todos los puntos del material repartiendo el calor ms

eficientemente al alimento y no solo quemando la zona inferior.

P17.23) En invierno las tierras costeras tienen menor temperatura que el mar, pero enveranos lo opuesto es vlido. Explique por qu.

Cuando es invierno la temperatura interna de la tierra es mayor, pero como el agua tiene

contacto ms cercano al centro de la tierra y por ende mayor conduccin de calor que el

suelo es ms caliente, en cambio en verano el centro de la tierra tiende a enfriar y el suelo

es capaz de almacenar ms fro que el agua.

P17.24) Es bien sabido que una papa se hornea en menos tiempo si se atraviesa un

clavo grande. Por qu?. Sera mejor usar un clavo de aluminio que uno de acero?

Por qu? Tambien se vende un aparato para acelerar el rostizado de carne, consiste

en un tubo metalico que contiene una mecha y un poco de agua; se dice que esto es

mucho mejor que una varilla metalica slida, Cmo funciona?

Porque el calor transferido desde el clavo al agua hace que se transfiera de este a la papa

desde adentro, entonces la papa empieza a cocinarse desde afuera y desde adentro.

Sera mejor usar un clavo de aluminio porque tiene mayor calor especfico, y el acero es

mal conductor de calor.

La mecha calienta el agua y sta al tubo lo que hace que la papa se rostice ms rpido.

P17.25) Los pilotos de planeadores en el Medio Oeste de Estados Unidos saben que

son comunes las corrientes trmicas ascendentes cerca de campos recin arados. Por

qu?

Las ascendentes trmicas se producen al calentarse el aire en contacto con el suelo y

subir por ser ms ligero que el que le rodea, de este modo se forman columnas de aire

ascendente que suelen ir coronadas por nubes denominadas czmulos. Para subir en una

de estas formaciones debe mantenerse el aparato dentro de la columna subiendo

entonces en espiral. Pueden distinguirse estas ascendentes por las ya mencionadas


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nubes, por la orografma del terreno (un pedregal o un campo recin arado en verano

emite ms calor que un lago).

P17.26) Hay quienes dicen que los cubos de hielo se congelan en menos tiempo, si las

bandejas se llenan con agua caliente, porque sta se enfra ms rpidamente que la

fra. Qu opina usted?

Los cubos de hielo se congelan en menos tiempo si los comparamos con un volumen ms

grande, ya que este necesita ms tiempo para que la temperatura se distribuya en todo el

cuerpo. Pero esto ocurrir siempre a una temperatura de 0 C, que es cuando el agua se

congela. El agua caliente no se congela ms rpido que la fra porque necesita ms

tiempo en alcanzar un equilibrio trmico, es decir en alcanzar una temperatura promedio y

constante con el medio.

P17.27) Tenemos suerte de que la tierra no est en equilibrio trmico con el sol (cuya

temperatura superficial es de 5800K). Pero Por qu no lo est?

Porque el equilibrio trmico se produce mediante un medio como en la conduccin y

conveccin; y no en el vacio como la radiacin ya que esta es a forma con la que los

rayos del sol llegan a la tierra.

P17.28) Cuando hay escases de energa, algunas revistas recomiendan mantener las

casas a temperatura constante da y noche para ahorrar combustible. El argumento es

que, al apagar la calefaccin de noche, las paredes, techos, etctera, se enfran y

debern volver a calentarse en la maana. As, al mantener la temperatura constante,

estas partes de la casa no se enfran y no tendrn que volver a calentarse. Tiene

sentido este argumento?realmente se ahorra energa siguiendo ese consejo?

Este argumento tiene sentido porque al mantener el calor constante toda la casa se va a

mantener en equilibrio trmico, realmente se va ha ahorrar energa porque no va a existir

un desgaste de energa o calor en exceso durante mucho tiempo sino que en total la

energa utilizada para mantener la casa caliente cuando el calor es constante va ha ser

menor que cuando dejemos enfriar y de nuevo calentar.


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EJERCICIOS CAPITULO 18

18.4) Un jaguar XK8 convertible tiene un motor de 8 cilindros. Al principio de su

carrera de compresin. Uno de los cilindros contiene 499 cm3 de aire a presinatmosfrica (1.01x10

5Pa) y temperatura de 27C. al final de la carrera, el aire se ha

comprimido a un volumen de 46.2 cm3y la presin manomtrica aumento a 2.72x10

6

Pa. Calcule la temperatura final.

DATOS

V1 = 499cm3

PAT = 1,01x105Pa

T1 = 27C = 300K

V2= 46,2 cm3

PMAN = 2,72x106Pa

18.9) Con los supuestos del ejemplo 18.4 (seccin 18.1), a que altura sobre el nivel

del mar la presin del aire es 90% de la presin en el nivel del mar?

DATOS

P0= 1,013x105Pa R = 8,314 J/mol.K

M = 28,8x10-3 Kg/mol

(P1V1)/T1 = (P2V2)/T2

(PATV1)/T1 = ((PAT+ PMAN)V2)/T2

(499x1,01x105)/300 = ((2,72x106+ 1,01x105)x46,2)/T2

T2= 775K = 503C

P = P0eMgy/RT

(90/100)P0 = P0eMgy/RT

Mgy/RT = 1,243x10-4y

91170 = 1,013x105xe-1,243x10-4y

Ln(91170/(1,013x105)) = 1,243x10-4y

y = 847m


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18.14) Cuntos moles hay en un frasco con 1.00 kg de agua? Cuntas molculas?

La masa molar del agua es de 18.0 g/mol.

DATOS

mAGUA= 1Kg = 1000g

MAGUA = 18g/mol

18.19) a) El oxgeno (O2) tiene una masa molar de 32.0 g/mol. Calcular la energa

cintica de traslacin media de una molcula de oxgeno a 300K, b) Calcule el valor

medio del cuadrado de su rapidez. c) Calcule su rapidez eficaz d) Calcule la cantidad

de movimiento de una molcula de oxigeno que viaja con esta rapidez e) suponga que

una molcula de oxigeno que viaja con esta rapidez rebota entre los costados opuestosde un recipiente cubico de 0.1m por lado. Qu fuerza media ejerce sobre cada una de

las paredes del recipiente? f) Calcule la fuerza media por unidad de rea g) Cuantas

molculas de oxigeno con esta rapidez se necesitan para producir una presin media

de 1 atm.? h) Calcule el nmero de molculas de oxigeno contenidas realmente en un

recipiente d este tamao a 300K y presin atmosfrica i) Su respuesta la inciso h)

deber ser 3 veces mayor que su respuesta en g) Cul es el origen de esta

discrepancia?

DATOS a)

M = 32 g/mol

T = 300K

k = 1,381x10-23J/molcula.K

b)

c)

n = 1000/18 mol

n = 55,556mol

55molx(6.023x1023molculas/1mol) = 3,35x105molculas

ETRAS= (3/2) k/T

ETRAS = (3/2)x1,381x10-23x300

ETRAS= 6,21x10-21 J

VMED2= 2x ETRAS/m

VMED2= 2x6,21x10-21/6,023x1023x32x10-3

VMED2= 6,44x10-43m2/s2

VEF= (3xRxT/M)1/2

VEF= (3x8,3145x300/32x10-3)1/2

VEF= 483,57m/s


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d)

e)

f)

g) h)

i)

18.24) Deduzca la ecuacin (18.33) a partir de la ecuacin (18.32).

L = mV

L = ((32x10-3)/(6,023x1023))x483,57

L = 2,57x10-23 Kg.m/s

FMED = 2KS/L

FMED = (2x6,21x10-21)/0,1

FMED = 1,24x10-19J

FMEDxAREA = FMED /L2

FMEDxAREA = (1,24x10-19)/0,12

FMEDxAREA = 1,24x10-17Pa

N. Molec = F/( FMED xArea)

N. Molec = 1,03x10-5Pa/1,24x10-10Pa

N. Molec = 8,15x1021

molculas

N. Molec = PVNA/RT

N. Molec = 6,023x1023/0,082x300

N. Molec = 2,45x10

22

molculas

Lo que explica esto que podemos tener la misma presin de dos maneras

aumentando la rapidez de las molculas o aumentando el nmero de molculas y

esto sucede en este caso.

f(v) = 4(m/2kt)3/2v2e-mv2/2kt

= (1/2)mV2

2 = mV2

f(v) = (8/m)(m/2kT)3/2e-/kT


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18.29) Atmsfera de titn. Titn, el satlite ms grande de Saturno, tiene una gruesa

atmosfera de nitrgeno. En su superficie, la presin es de 1.5 atmosferas terrestres y la

temperatura es de 94k a) cul es la temperatura de la superficie en c b) calcule la

densidad de la superficie en la atmosfera de titn en molculas por metro cubico c)

Compare la densidad de la atmosfera superficial de titn con la densidad de atmosfera

de la tierra a 22c cul de ellos tiene la atmosfera ms densa?

DATOS a)

PT = 1,5atm

TT = 94K

TTIERRA = 22C

b) n = P = (1.5 atm)(1.013 x10 +5 Pa/atm) = 1.172 mo lecules/m^ 26V kT (1.381 x10 -23 J/molecule K)(94 K)

c) Para la tierra tenemos: p =1.0 atm =1.013105 Pa and T = 22C = 295 K .

N= (1.0 atm)(1.013 10 Pa/atm) = 2.5 10 molecules/m^3V (1.381 10 J/molecule K)(295 K)

La atmosfera del titan es 5 veces mayor que la de la tierra.

18.34) Usted tiene 2 recipientes idnticos, el uno contiene el gas A y el otro el gas B. las

masas de estas molculas son mA= 3.34x10-27

Kg y mB = 5.34x10-26

Kg. Ambos gases

estn a la misma presin y 10C a) Cules de las molculas A o B tiene la mayor

energa cintica de traslacin por molcula a la mayor rapidez eficaz? Ahora usted

desea elevar la temperatura de solo uno de esos recipientes de manera que ambos

gases tengan la misma rapidez eficaz b) de cul gas elevara la temperatura? c) Aqu temperatura lograra su cometido? d) una vez que haya logrado su meta Qu

molculas A o B tiene ahora la mayor energa cintica de traslacin media por

molcula?

a) Etras.A= 3/2 kT = 3/2 (3.34x10-27) (283K) = 1.42x10-24J

EtrasB.= 3/2 kT = 3/2 (5.34x10-26) (283K) = 1.42x10-24J

94 = 273 + C

C = - 179C


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Son de igual energa cintica trasnacional.

b) La rapidez eficaz de A es la mayor, asque hay qu e elevar la temp eratura delgas B.

c) PV = nRTT =

=

= 4249.94C

d) La del gas B ya que a ese gas elevamo s la temperatur a por lo tanto tendrmay or m ov imi ento d e sus mo lcu las en su interio r y a su ves may or energ aci ntic a d e tr asl acin.

18.39) a) Demuestre que un proyectil con masa m puede escapar de la superficie del

planeta si se lanza verticalmente hacia arriba con una energa cintica mayor que

mgR donde g es la gravedad y R el radio del planeta ignore la resistencia del aire. b)Para la tierra. A que temperatura a que temperatura en la energa cintica escapara

una molcula de Nitrgeno? c) Repita el inciso b pero en la luna. d) Aunque la tierra y

la luna tienen temperaturas superficiales similares la luna prcticamente no tiene

atmosfera, explique.

a)

;

; ;

Entonces si se lanza el proyectil con una K=se alcanzara la altura R pero si es mayora K se el proyectil saldr de la superficie de la tierra.

b)

K=(3nRT)/2 ; ; ) ;

=

= 18211.38 K

c)

= = 823.52 K

d)

Esto es d ebido a que el radio y gravedad de la t ierra son mu chos ms grand es quelos d e la luna por eso s i sus temperaturas son s imilares en la t ierra se tiene queaumentar m ucho ms a temperatura para qu e salga u na partcu la de su su perfic ie.


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18.44) a)Explique por qu en un gas de N molculas el nmero de molculas cuya

rapidez est en el intervalo finito de v a v + v es N=N f(v)dv b) si v es pequeo,f(v)es aproximadamente constante en el intervalo, y N=Nf(V) v. Para oxigenogaseoso (O2, masa molar= 32.0g/mol) a T=300 K, use esta aproximacin para

calcular el nmero de molculas cuya rapidez est a v=20m/s

O menos de v. exprese su respuesta como mltiplo de N. C) repita el inciso b) yc) parauna temperatura de 600 k e) repita los incisos b) y c) para una temperatura de 150 k

f) Que le dicen estos resultados acerca de la temperatura? Concuerdan sus

conclusiones con lo que se muestra en la figura

a)Para el O2, la masa es de m=M/Na= 5.32X10-26 kgV+v

dN = Nf (v)dv y N=Nv f(v)dv

b)v=vmp= 2kT/m in f(vmp ) =4 ( ) ( )

c) para e48 , and f (v)v = 2.941021

PREGUNTAS CAPITULO 18

18.1) En la seccin 18.1 se dice que, en condiciones ordinarias, no es posible cambiar

individualmente la presin, el volumen o la temperatura sin afectar las dems. Sin

embargo, al evaporarse un lquido, su volumen cambia, aunque su presin y

temperatura son constantes. Es inconsistente esto? Por qu?

Si, es inconsistente esto ya que la presin, temperatura y volumen estan relacionadas

entre si, y por ende si cambia una va a cambiar las dems magnitudes. Y adems al

evaporarse no serian condiciones normales, y entonces se tiene que tomar en cuenta que

la energia interviene.

18.2) En la ecuacin del gas ideal, podra emplearse la temperatura Celsius

equivalente en lugar de la temperatura Kelvin si se usara un valor numrico

apropiado de la constante R?Por qu?

Si. La letra R es la constante de los gases o constante del gas ideal; y su valor numrico

depende de las unidades de P, V, T. En unidades de SI, con P en Pa (1 Pa=1N/) y elvolumen en , el mejor valor de R es 8.314472 .En clculos qumicos los volmenes suelen expresarse en litros y en atmsferas y sera

R= 0.08206.


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18.3) En una noche fra podemos ver nuestro aliento. Es verdad esto? Qu vemosrealmente? Este fenmeno depende de la temperatura del aire, de la humedad, o de

ambas cosas?, Explique.

Lo que vemos al hablar en temperaturas frias, es la condensacin de las molculas que

expulsamos al hablar con las molculas del ambiente, debido a que nuestras molculasesta a una alta temperatura en comparacin a las del ambiente.

18.4) Cuando se conduce un automvil a cierta distancia, la presin del aire en los

neumticos aumenta. Por qu? Es aconsejable extraer aire para reducir la presin?

Por qu?

A cuasa del rozamientos de las llantas del automvil con el asfalto estas se calientan, por

lo tanto el aire contenido dentro de las llantas se expande. Si, porque si reducimos el aire

reducimos el volumen y la llantas se expanderan con facilidad y se reducir la presin en

ellas.

18.5) El refrigerante de un radiador de automvil se mantiene a una presin mayor

que la atmosfrica. Porqu es deseable esto? La tapa del radiador libera refrigerante

si la presin manomtrica de ste alcanza cierto valor, por lo regular 15lb/in2. Por

qu no simplemente se sella el sistema?

En un radiador de automvil la presin interior debe ser siempre mayor que la presin

exterior, esto se debe a que si la presin atmosfrica es mayor que la presin en el

radiador ste podra llegar a comprimirse o aplastarse. La presin es inversamente

proporcional al volumen, por lo cual si la presin ha disminuido y ha alcanzado el valor de

15lb/in2 el volumen aumenta razn por la cual la tapa del radiador libera refrigerante.

Debido a esta relacin entre la presin y el volumen el sistema no puede simplementesellarse porq en ese caso consideraramos que el volumen se mantendr constante.

18.6 ) La comida no envuelta que se encuentra en un congelador sufre deshidratacin,

conocida como quemadura de congelador. Por qu?

El exceso de baja temperatura en un congelador, hace que se pierdan las propiedades de

la comida que no se cubre, por tanto tiende a desidratarse a causa ausencia de calor.

18.7) La liofilizacin implica el mismo proceso que la quemadura de congeladormencionada en la pregunta anterior. Para liofilizar la comida esta generalmente se

congela, se coloca en una cmara al vacio y se irradia con infrarrojo Por que se usavacio? Por qu se usa radiacin? Qu ventajas podra tener la liofilizacin sobre el

secado ordinario?

Se usa el vacio para que la comida no tenga un medio con el que reaccione y se

deshidrate.

Se usa radiacin por es la nica forma de transmitir temperatura a travs del vacio, por

que la conduccin y conveccin necesitan de un medio.


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La ventaja seria que con la liofilizacin la comida no se deshidratara y durara ms

tiempo fresca; caso contrario al de que se seque ordinariamente en el que se

deshidratara muy rpido.

18.8) Un grupo de estudiantes viajaron en auto desde su Universidad casi al nivel del

mar a las montaas para esquiar el fin de semana. Al llegar descubrieron que lasbolsas de papas fritas que llevaban se haban reventado. Qu caus esto?

Esto sucede debido a que al aumentar la altura, la presin aplicada sobre la bolsa de

papas por parte de la tierra disminuye; entonces la presin existente del aire dentro de la

bolsa hace que la misma se rompa para llegar a un equilibrio de presin a dicha altura.

18.9) Cmo enfra nuestro cuerpo la evaporacin del sudor de la piel?

Si la temperatura central del cuerpo se incrementa por el calor, unos dos millones de

glndulas sudorparas distribuidas por la piel humedecen su superficie, mediante lasecrecin de sudor. Esta mezcla de agua y sustancias minerales, que se secan sobre la

piel, se enfra al evaporarse, liberando al cuerpo del exceso de calor.

18.10) Un recipiente rgido y perfectamente aislado tiene una membrana que divide

su volumen en mitades. Un lado contiene un gas a una temperatura absoluta T0y

presin p0mientras que la otra mitad est completamente vaca. De repente, se forma

un pequeo orificio en la membrana permitiendo que el gas filtre hacia la otra mitad

hasta que termina por ocupar el doble de su volumen original. En trminos de T0y P0

Cul ser la nueva temperatura y presin del gas cuando se distribuye

equitativamente en ambas mitades del recipiente? Explique su razonamiento.

P1V1/T1=P2 2V1/T2

T2=T1

P2=P1 /2

V2=2V1

Es un proceso isotrmico donde la temperatura permanece constante y la presin final es

la mitad de la inicial.

18.11) (a) Que tiene mas atomos, un kg de hidrogeno o un kg de plomo? Cul tiene

mas masa? (b) Qu tiene mas atomos un mol de hidrogeno o un mol de plomo? Cul

tiene mas masa? Explique su razonamiento.

a)El hidrgeno tiene ms tomos que el plomo porque su peso atmico es menor por loque necesita ms tomos para tener 1000g.

El hidrgeno y el plomo tienen la misma masa de 1000g.


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b)Un mol de hidrgeno tiene la misma masa que un mol de plomo porque un mol tomode un elemento est dado por, entonces un mol de H y un mol de Pb tienen 6.022*1023

tomos.

El Pb tiene mas masa que el H porque su peso atmico es mayor. Peso atmico Pb =207.19 gr. Peso atmico H = 1.008 gr.

18.12) Usar los conceptos del modelo cintico molecular para explicar:

a) porque la presin de un gas en un contenedor incremente mientras el calor es

aadido al gas.

b) porque la presin de un gas incrementa mientras comprimimos el gas, aun si no

cambiamos su temperatura.

a) si se le aumenta la temperatura a un gas, se le comunica energa a este, por lo que sus

partculas aumentan su velocidad, haciendo que al momento de chocar contra el

recipiente lo hagan con ms fuerza, y al ser la misma rea en contacto, aumenta la

presin.

b) si se reduce el volumen, disminuye el espacio en el cual pueden moverse las

molculas, por lo que los choques son ms consecutivos y los realizan con ms fuerza.

18.13) La proporcin de diversos gases en la atmosfera cambia un poco con la altura,

cabra esperar que la proporcin de oxigeno a gran altura fuera mayor o menor que

en nivel del mar, en comparacin con la proporcin del nitrgeno? Por qu?

La proporcin de oxigeno a gran altura seria menor que la proporcin de nitrgeno, debido

primero por la altura, y tambin porque existe menor cantidad de oxigeno que nitrgeno.

18.14) Comente esta afirmacin: si se mezclan dos gases, para que estn en equilibriotrmico deben tener la misma rapidez molecular media. Es correcta? Explique por

qu.

No necesariamente porque la rapidez media est relacionada con la masa:m

kTv

8 ,

por lo tanto si los gases en equilibrio trmico tienen diferente masa, no tendrn la misma

rapidez molecular media.

18.15) El modelo cintico molecular contiene un supuesto oculto respecto a la

temperatura de las paredes del recipiente. Cul es? Qu sucedera si no fuera

valido?

Este supuesto nos dice que las paredes del recipiente son perfectamente rgidas, y con

masa infinita ; no se pueden mover.

Si este supuesto no fuera verdadero ocurrira que en este modelo no se puede asegurar

que existe conservacin de la energa.


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18.16) La temperatura de un gas ideal es directamente proporcional a la energa

cintica media de sus molculas . si un recipiente con gas ideal pasa junto a usted a

2000m/s es mayor su temperatura q si estuviese en reposo? Explique su

razonamiento.

Al mover la caja completa las molculas estaran en reposo con respecto a la caja, ytendran una temperatura constante.

18.17) Si se aumenta la presin en un gas monoatmico ideal mientras se mantiene

constante el nmero de moles. Que sucede con la energa cintica de traslacin media

de un tomo del gas? Es posible modificar tanto el volumen como la presin del gas

ideal y mantener constante la energa cintica de traslacin media de sus tomos?

K=(3nRT)/2 ; PV=nRT : K=(3PV)/2

La energa cintica de traslacin media es proporcional a P eso quiere decir que mientrasV permanezca constante y P aumente K va a aumentar.

Si es posible modificar P y V para que K se mantenga constante ya que P esinversamente proporcional a la V y podran cambiar convenientemente para que nocambie K.

18.18) Al deducir la ecuacin del gas ideal del modelo cintico molecular,

despreciamos la energa potencial debido a la gravedad terrestre. se justifica esta

omisin? Por qu?

Esto se debe a que la masa puntual de cada particula sugiere que esta sea despreciable;

lo cual hace que se pueda despreciar la energa potencial causada por la tierra.

18.19) La deduccin de la ecuacin del gas ideal incluyo el supuesto de que el numerode molculas es muy grande y podemos calcularla fuerza media debido a muchos

choques. Sin embargo, esa ecuacin solo se cumple con exactitud a bajas presiones,

donde las molculas son pocas y dispersas. hay una inconsistencia aquui?. Explique.

No es inconsistente, pues las adiciones hechas a la ecuacin original de estado de gases

ideales, contiene las correcciones necesarias para aplicarse a gases de diferentes

caractersticas. Adems resultados experimentales y de comparacin entre los resultados

obtenidos con la ecuacin para gases ideales y otras ms complejas (Van der waals),

muestran que en determinados casos la variacin es insignificante.

18.20) Un tanque de almacenamiento de gas tiene una pequea fuga La presin en el

tanque baja con mayor rapidez si el gas es hidrogeno o helio que si es oxigeno porque?

Si es helio debido a que es ms liviano que el oxigeno y por lo tanto tendr ms fluidez

18.21) Consideremos dos muestras de gas ideal a la misma temperatura: La muestra

A tiene la misma masa total que la muestra B, pero las molculas de la muestra A

tiene una mayor masa molar que la muestra B. En cual muestra el total de la energa


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cintica es mayor?. Se puede responder la pregunta dependiendo de la estructura

molecular del gas? Por que si o por que no?

La energa cintica total seria la suma de las energas internas, la muestra A al poseer

mayor masa molar posee menos molculas y por lo tanto esta poseer menos energa

cintica que la muestra B

18.22) La temperatura de un gas monoatmico ideal aumenta de 25C a 50C,

Aumenta al doble la energa cintica de traslacin media de cada tomo de gas?

Explique, si su respuesta es no, Cul sera la temperatura final si la energa cintica

de traslacin media se duplicara?

Ktr(50) / Ktr(25) =

=1,084

No es el doble

Ktr(50) = 2 Ktr(25)

3/2 k Tf = 2 (3/2) k (298)

Tf= 2(298)

Tf= 596 K = 323 C

18.23) Si la velocidad de la raz cuadrada media de los tomos de un gas ideal se

duplic, por que factor de la temperatura Kelvin de la del gas se incrementar?

Explique.

Debera aumentarse al doble, ya que la variacin de la temperatura depende de la

velocidad, es decir, que un aumento de temperatura significa un aumento d energa y por

ende un aumento de rapidez cuadrada media.

18.24) a) si usted aplica una misma cantidad de calor a 1 mol de un gas monoatmico

que a un gas diatmico, Cul de ellos (si acaso) aumentar ms su temperatura?

Fsicamente, Por qu los gases diatmicos tienen mayor capacidad calorfica molar

que los gases monoatmicos?

Aumentar ms su temperatura el gas monoatmico, porque tiene una menor capacidad

calorfica molar, es decir necesita menos calor para aumenta su temperatura.

Los gases diatmicos tienen una mayor capacidad calorfica, porque por cada tomo se

tiene 3 grados de libertad (3/2 KT), correspondientes a sus tres dimensiones, entonces 2

tomos tendrn el doble.


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18.25 ) La aplicacin de la seccin 18.4 concluyo que todos los gases diatmicos

ideales tienen la misma capacidad calorfica Cv. significa esto que se requiere la

misma cantidad de calor para elevar la temperatura de 1g de cada uno de ellos en 1k?

Explique su razonamiento.

En un gas diatmico la energa total puede encontrarse en forma de energa cintica detraslacin y tambin en forma de energa cintica de rotacin, eso hace que los gases

diatmicos puedan almacenar ms energa a una temperatura dada. A temperaturas

prximas a la temperatura ambiente la energa interna y la capacidad calorficas vienen

dadas por:

18.26) En un gas que contiene N molculas sera correcto decir que el numero de

molculas con rapidez v es igual a f(v)? O que ese nmero est dado por Nf(v)?

Se puede analizar el numero de molculas con Nf(v) ya que la funcin de distribucin delnmero total de molculas N est dada por dN=Nf(v)dv en el intervalo v y (v+dv)

18.27) Imagine un filtro de aire especial en la ventana de una casa. Los diminutos

agujeros del filtro solo dejan salir molculas que se mueven con mas rapidez mnima y

solo dejan entrar molculas las que se mueven con menor rapidez Qu efecto tendra

este filtro sobre la temperatura inferior de la casa?

Que al entrar y salir molculas de la casa ,el calor fluye naturalmente de un lugar a otroy segn la segunda ley de la termodinmica es posible que alguna ves el calor fluya de un

cuerpo frio a una caliente como de un caliente a un cuerpo frio.

18.28) Un vaso con agua a temperatura ambiente se coloca en una campana en la que

se va reduciendo gradualmente la presin del aire. Cuando la presin del airese

reduce lo suficiente , el agua comienza a hervir. La temperatura del agua no aumenta

al hervir; de hecho baja un poco. Explique estos fenmenos.

De acuerdo con la isoterma correspondiente al agua podemos decir que si la presin

disminuye lo suficiente, el agua podra hervir sin necesidad de que se aumente su

temperatura. Esto se debe a que la presin del vapor que se encuentra sobre el liquidosobrepasa a la presin ejercida sobre el, por parte del aire, lo que hace que las molculas

puedan evaporarse con mayor facilidad.

18.29) Es fcil resbalar caminando sobre hielo, sobre todo si usamos patines de hielo

Qu nos dice esto acerca de cmo el punto de fusin del hielo depende de la presin?

Explique.


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Esto se debe debido a que si al hielo se le aumenta la presin, entonces la temperatura

tambin aumenta, y por lo tanto podemos concluir que el punto de fusin del hielo

depende de la presin.

18.30) Las ventosas hidrotermales son aberturas en el piso oceanico que descargan

agua muy caliente. El agua que sale de una de ellas cerca de la costa de Oregon, a2400 metros de profundidad, esta a 279C. A pesar de su alta temperatura el agua no

hierve. Por qu?

Porque existe mucha presin, y esto dificulta el proceso de cambio de fase; adems de

que el calor se transmite rpidamente hacia el resto de agua.

18.31) Las reas oscuras de la superficie lunar se llaman mares, y en alguna pocase pens que eran cuerpos de agua. En realidad estos mares son llanuras de lava

solidificada. Dado que no hay atmosfera en la luna como puede explicarse la

ausencia de agua liquida en su superficie?.

Puesto que no existe atmosfera el aua necesita directamente de esta para poder existir,

ademas que si las bajisimas temperaturas de la luna puede solidificar lava en segundos,

no existiria agua liquida ya que su punto de congelacion es mas bajo.

18.32) Adems de las instrucciones normales impresas en una caja de arroz, hay

instrucciones para cocer a gran altura. La nica diferencia es que se siguiere usarun mayor volumen de agua y mayor tiempo de coccin para cocer el arroz a gran

altura. Por qu dependen de la altura las instrucciones?

Debido aunque la presin atmosfrica varia con la atura en la atmsfera terrestre ydebido al aumento del volumen debido al choque entre las molculas del arroz y las del

agua la energa producida esta produce que exista un aumento en el volumen del arroz ya

que las molculas del agua se adhieren a las del arroz y por eso se da ese aumento.


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DEBER DE FISICA II

CAPITULO 17 Y 18

PREGUNTAS Y PROBLEMAS

ING. ANIBAL CRUZ

GRUPO #3:

BYRON SUNTAXI SUNTAXI

C. ALFREDO LOOR CEVALLOS

JOSE LUIS TELLO

ROBERTO CAICEDO

FECHA DE ENTREGA: 12/04/20011


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