Pontificia Universidad Católica de Chile Facultad de Física ONDAS Y CALOR Segundo  Semestre 2002 GUIA 4: Temperatura

29.- Una varilla de acero tiene un diámetro de 3.000 cm a 25 ºC.  Un anillo de latón tiene un diámetro de 2.992 cm a 25 ºC.  ¿A qué temperatura deben calentarse ambos objetos para que la varilla quepa exactamente dentro del anillo?.
a_laton=9·10^-6 ºC^-1

30.- ¿En cuánto cambia el momento de inercia I de un cuerpo de coeficiente de expansión lineal a al elevar la temperatura en DT?

31.- ¿En cuánto cambia el período de un péndulo físico de coeficiente de expansion lineal a al elevar la temperatura en DT?

32.- ¿En cuánto cambia la densidad de un cuerpo de coeficiente de expansión volumétrica b al elevar su temperatura en DT?

33.- ¿A qué temperatura dos termómetros con escalas Celsius y Fahrenheit marcan lo mismo?

34.- Considere un termómetro de mercurio (en vidrio).  Suponiendo que la sección transversal del tubo capilar es uniforme e igual a A, y que volumen del bulbo mercurio a cero grado ºC es V y que a esta temperatura el mercurio llena exactamente el bulbo.  Demuestre que el volumen de la columna de mercurio a una temperatura T > 0 ºC es: V = T(b-3a)/A

35.- Un tubo de vidrio casi lleno de mercurio se fija al extremo inferior de una varilla de acero de un péndulo de 100 cm de longitud.  ¿A qué altura debe estar el mercurio en el tubo de vidrio para que el centro de masas de este péndulo no se eleve ni descienda al cambiar la temperatura?  a_acero = 11·10^-6 ºC^-1,  a_vidrio = 9·10^-6 ºC^-1,  b _mercurio = 0.18·10^-3 ºC^-1.

36.- Considere un medio entre dos esferas concéntricas, una de radio a y temperatura T_a y otra de radio b y temperatura T_b.  Encuentre la distribución de temperatura como función del radio r, en la región entre ambas esferas.

 Resp.:  

37.- Una pared está formada por dos capas.  Una capa de yeso de 5 mm con conductividad térmica k = 0.05 W·m^-1·ºK^-1, y una de ladrillo de 5 cm de espesor, con conductividad térmica k = 0.055 W·m^-1·ºK^-1.  Si existe una diferencia de temperatura de 30 ºC entre ambos lados de la pared, determine,  a) La corriente de calor por unidad de área en la pared,  b) la temperatura de la interfaz yeso-ladrillo, cuando la temperatura interior 15 ºC y la exterior es 40 ºC.