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UNIVERSIDAD TCNICA FEDERICO SANTA MARA

DEPARTAMENTO DE FSICA

GUIA DE EJERCICIOS N7 FISICA GENERAL III (FIS 130)

Viscosidad y calorimetra.

1-

Una mezcla con de agua lquida y de hielo se encuentra inicialmente en

equilibrio trmico a la temperatura de , en un recipiente aislado. A continuacin se introduce

al recipiente de vapor de agua a . Suponga que la capacidad calrica del recipiente

es despreciable y los datos siguientes: calor de fusin del hielo , calor

latente de vaporizacin del agua y calor especfico del agua

.

a) Explique lo que sucede.

b) Encuentre la temperatura final del sistema.

c) Determine la composicin final del sistema en .

2-

Una mezcla con de agua lquida y de hielo se encuentra inicialmente en equilibrio

trmico a la temperatura de , en un recipiente aislado. A continuacin se introduce al

recipiente de vapor de agua a y 100[ de agua lquida a . Suponga que la

capacidad calrica del recipiente es despreciable y los datos siguientes: calor de fusin del hielo

, calor latente de vaporizacin del agua

y calor especfico del agua .

a) Explique lo que sucede. b) Encuentre la temperatura final del sistema. c) Determine la composicin final del sistema en .

3-

Un calormetro de cobre de 0,1 kg cuyo calor especfico es de 0,386 J/grK contiene 0,16 kg de agua a una temperatura de 25C

a. Determine la cantidad de hielo cuya temperatura inicial es de -3C, que debemos agregar al recipiente para tener en equilibrio agua con la mitad de la cantidad de hielo agregado.

b. Si ahora tenemos solo el colormetro con un kilogramo de hielo a temperatura inicial de 0C y se introduce 0,75 kg de plomo a 225C cuyo calor especfico es de 0,13 J/gr K. Entonces determine la condicin de equilibrio final: Temperatura y masa de agua.

c. Si el cobre tiene una masa de 63,6 gr/mol y el plomo 207 gr por mol, demuestre que el calor especfico molar del cobre y del plomo son muy similares: A R. Determine aproximadamente el valor de A.

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4-

En la grfica adjunta se observa el comportamiento de 2 [kg] de una sustancia sometida a una fuente de calor externa. a) Determine el calor especfico de la sustancia en su fase lquida y solida b) Determine el calor latente de fusin. c) Explique qu sucede en el estado B y determine la temperatura de coexistencia de los diferentes estados de la materia. Adems determine la razn entre las masas asociadas a cada estado de la materia en B.

5-

Un fluido de viscosidad y densidad se mueve a travs de una tubera cilndrica horizontal de 100[m] de largo y 10 [cm] de radio que est conectada a la base de un estanque que tiene lquido hasta una altura H , y el otro extremo est abierto a la atmsfera como se muestra en la figura:

a) Demuestre que el perfil de velocidades del fluido al interior de la tubera, depende de la distancia r

eje del tubo, y est dado por:

( ) (

)

Siendo R el radio de la tubera. b) Encuentre una expresin para c) Encuentre una expresin para el caudal Q que fluye por la tubera.

d) Determine H de modo que por el extremo abierto salga un caudal de [

]

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