Termometría

Alumno: Juan Pablo Cofré Valdés

Asignatura: Física

Instituto IACC

14/12/2014

INSTRUCCIONES: Desarrolle claramente cada uno de los tópicos solicitados,

si es necesario apóyese por esquemas y/o gráficos.

1. Explique con sus palabras el experimento de Evangelista Torricelli y la

relevancia del mismo para la correcta medición de la temperatura.

El físico italiano Torricelli, fue quien determinó por primera vez de manera

experimental el valor de la presión atmosférica. El experimento se realizó de la

siguiente manera:

Tomó un tubo de vidrio cerrado por un extremo de un metro de longitud

aproximadamente y lo llenó de mercurio, tapó con el dedo el extremo abierto e

invirtiéndolo, lo metió por ese extremo en un recipiente que contenía mercurio.

Comprobó, al retirar el dedo, que el nivel del mercurio en el interior del tubo

descendió hasta quedar la columna de mercurio con una altura de 76 cm sobre la

superficie libre del mercurio del recipiente, cuando la experiencia se realizaba al

nivel del mar.

2. Una masa de nitrógeno a 20 °C y a 2 atmósferas de presión ocupa un

volumen de 800 cm3. ¿Qué variación de volumen se producirá al calentarlo

hasta 156,6 °C?

Tenemos los siguientes datos:

Masa: x

Temperatura: 20 ºC 20+273,15=293,15 ºK

Presión: 2 atm

Volumen: 800cm ³ 1 litro≠1000cm ³ 800cm ³=0,8 litros

Si suponemos presión constante, usamos esta ecuación:

V 1/T 1=V 2/T 2

V 1=0,8 litros

V 2=?

T 1=293,15ºK

T 2=156,6 ºC≠156,6+273,15=429,75 ºK

V 1/T 1=V 2/T 2

0,8 /293,15=V 2/429,75

V 2=1,173 litros

Variación :V 2−V 1=1,173−0,8=0,373 litro s

3. En las noches de Navidad y Año Nuevo, en algunos países, es común ver

volar globos con una barquilla en la que va una vela encendida. Explique

detalladamente qué efectos causan que los globos vuelen.

Los globos de aire caliente se elevan en la atmósfera por que el aire caliente que

contienen en su interior es más liviano que el aire exterior, por lo que el globo

recibe un empuje que lo eleva (Principio de Arquímedes).

Si calentamos el aire contenido en un globo a una temperatura aproximada de

75ºC en un ambiente exterior que esté a unos 15ºC, conseguiremos una fuerza de

elevación que será proporcional al volumen del globo. A esta fuerza, para que

nuestros globos suban, habrá que restarle el propio peso del globo y sus

accesorios.

Fuerza de elevación real (Fe) = fuerza de elevación producida por la diferencia de

densidades (temperaturas) (Ft) - peso del globo y sus accesorios (P).

Si esta expresión es positiva, el globo ascenderá, en caso contrario nuestro globo

descenderá debido a la fuerza de gravedad.

4. Partiendo del contenido visto en la semana, ¿por qué en los bloques en

las calles hechas de cemento se deja un espacio relleno de brea?

Esto ocurre así debido a que los materiales se contraen y dilatan cuando existen

cambios de temperatura, la brea entre sus propiedades logra ser un material muy

elástico y permite absorber dichos cambios de los materiales más rígidos,

permitiendo así que no se produzcan roturas, algo similar pasa en el caso de las

vías férreas..

5. Suponga un puente de acero de 560 m a 15 °C, ¿cuál es la variación en su

longitud entre los ‐6 °C y los 40 °C

L1=L0(1+∝∆ t 1)

L2=L0(1+∝∆ t 2)

L2−L1=L0 (1+∝∆ t2 )−L0 (1+∝∆ t 1 )=L0 (1+∝∆ t2−1−∝∆t 2 )=L0∝(∆ t 2−∆ t1)

∆ L=L0∝(∆ t2−∆ t1)

∆ L=L0∝ (∆ t 2−∆ t 1 )=(560 ) x (11,5 x106 ) x (25+21)

∆ L=0,29624m

Referencias Bibliográficas

IACC (2014) Contenidos plataforma virtual, semana 4, Física:

http://online.iacc.cl/mod/resource/view.php?inpopup=true&id=1171868