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7/24/2019 Temas Propuestos - Parcial 1 Fsica 2 - 2014 - Fila 4.doc

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Temas PropuestosPrimer Parcial Fsica 2 2014 (F4)

Tema 1a) Explicar cuando se produce una transferencia de calor por radiacin. Indicar si la

transferencia puede producirse en el vaco. Dar un ejemplo.b) Graficar el ciclo del Carnot e indicar las transformaciones. Sealar las caractersticas

del ciclo euivalentes a la se!unda le" de la termodin#mica.

Tema 2$na vasija de %inc& cu"o coeficiente de dilatacin lineal es '&( *+,-C& est# llena demercurio a /* C& teniendo entonces una capacidad de ' litros. Si todo se enfra 0asta* C& calcular1a) la masa de mercurio& medida a * C& ue 0a" ue aadir para ue la vasija uedenuevamente llena& siendo el coeficiente de dilatacin del mercurio de &/' * +2-C " sudensidad de 3&4 !-cm3.b) la cantidad de mercurio ue se derramar# si lue!o se calienta todo 0asta 3*' 5.

Tema 3$na caja de espuma de polietileno 67 8 *&* 9-m C) de 4* cm de lar!o& ,* cm de anc0o&2* cm de alto " 3 cm de espesor& contiene en su interior 3 7! de 0ielo 6: f8 ;(&; cal-!).Calcular1a) la corriente de calor 0acia el interior de la caja si la temperatura exterior es de 3, Cb) la masa de 0ielo ue se derrite en ; 0orasc) el tiempo 6en 0oras) ue tardar# en derretirse todo el 0ielo

Tema 4$n aparato de C.Etapa '1 manteniendo la temperatura constante& se mueve el pistn 0acia arriba 0asta

ue la altura de la columna de mercurio sea de 2* cm? la presin del aire p a' 8 ,, cm=!.Etapa 31 manteniendo el volumen del aire constante& se eleva la temperatura 0asta


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Tema 1a) Explicar cuando se produce una transferencia de calor por radiacin. Indicar si la

transferencia puede producirse en el vaco. Dar un ejemplo.b) Graficar el ciclo del Carnot e indicar las transformaciones. Sealar las caractersticas

del ciclo euivalentes a la se!unda le" de la termodin#mica.

Solucin1

a) :a transferencia de calor por radiacin se produce por ondas electroma!nticas comola lu% visible& el infrarrojo " la radiacin ultravioleta.:a radiacin puede transferirse en el vaco.Ejemplo1 el calor de las brasas de una c0imenea

b)

ab1 transformacin isotrmicabc1 transformacin adiab#ticacd1 transformacin isotrmicada1 transformacin adiab#tica

+ in!una m#uina puede ser m#s eficiente ue una m#uina de Carnot ue opera entrelas mismas dos temperaturas.

+


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Tema 2$na vasija de %inc& cu"o coeficiente de dilatacin lineal es '&( *+,-C& est# llena demercurio a /* C& teniendo entonces una capacidad de ' litros. Si todo se enfra 0asta* C& calcular1a) la masa de mercurio& medida a * C& ue 0a" ue aadir para ue la vasija uedenuevamente llena& siendo el coeficiente de dilatacin del mercurio de &/' * +2-C " sudensidad de 3&4 !-cm3.

b) la cantidad de mercurio ue se derramar# si lue!o se calienta todo 0asta 3*' 5.

Solucin1

%8 3 F%8 3 x '&( *+,8 /&; *+,-C

*8 ' lts 8 ' dm38 '.*** cm3

a) f+%8 *6 H %t)

f+%8 '.*** x J H /&; *+,x 6* K /*)L 8 .(4&2/ cm3

f+m8 *6 H mt)f+m8 '.*** x J H &/' *

+2x 6* K /*)L 8 ./',&'/ cm3

8 f+%K f+m8 .(4&2/ K ./',&'/ 8 (&' cm3

m 8 M m 8 3&4 x (&'

b) tC - ** 8 6t5 K 3') - /*

tC 8 ** x 63*' K 3') - /* 8 ,* C

f'+%8 f+%6 H %t)

f'+%8 .(4&2/ x J H /&; *+,x 6,* K *)L 8 '.*;&(( cm3

f'+m8 f+%6 H mt)

f'+m8 .(4&2/ x J H &/' *+2x 6,* K *)L 8 '.'2&/* cm3

8 f'+mK f'+% 8 '.'2&/* K '.*;&((

m 8 .'2*&3' !

8 4(&/ cm

3


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Tema 3$na caja de espuma de polietileno 67 8 *&* 9-m C) de 4* cm de lar!o& ,* cm de anc0o&2* cm de alto " 3 cm de espesor& contiene en su interior 3 7! de 0ielo 6: f8 ;(&; cal-!).Calcular1a) la corriente de calor 0acia el interior de la caja si la temperatura exterior es de 3, Cb) la masa de 0ielo ue se derrite en ; 0orasc) el tiempo 6en 0oras) ue tardar# en derretirse todo el 0ielo

Solucin1

a) N8 : x a 8 *&4 O *&, 8 *&3* m'

N'8 : x 0 8*&4 O *&2 8 *&'2 m'

N38 a x 0 8 *&, O *&2 8 *&'* m'

N


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Tema 4$n aparato de C.Etapa '1 manteniendo la temperatura constante& se mueve el pistn 0acia arriba 0astaue la altura de la columna de mercurio sea de 2* cm? la presin del aire p a' 8 ,, cm=!.Etapa 31 manteniendo el volumen del aire constante& se eleva la temperatura 0asta


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Etapa 2 3 del aire

pa'-


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Tema 5$n refri!erador de Carnot opera entre dos fuentes de calor a temperaturas de 3,* B "'/* B. El refri!erador reali%a ;, ciclos-min& " en cada ciclo recibe 2', de calor de lafuente a '/* B. Calcular1a) el calor ue cede la fuente a 3,* Bb) la potencia ue se reuiere para operarloc) el coeficiente de rendimiento del refri!erador.

Solucin1

a) Pf- Pc8

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