Resumen parcial 2 (Actividades de aprendizajes VI – X)

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1. Escalas termométricas.

Conversión de Temperaturas de una escala a otra

  1. Celsius o centígrados = °C
  2. Fahrenheit = °F
  3. Kelvin = °K
  4. Rankine = °R

Fórmulas

1. Convertir de Celsius a Fahrenheit:

°F = 9/5 °C + 32.

2. Convertir de Fahrenheit a Celsius:

°C = 5/9 (°F – 32).

3. Convertir de Celsius a Kelvin:

°K = °C + 273.15

4. Convertir de Kelvin a Celsius:

°C = °K – 273.15

5. Convertir de Fahrenheit a Kelvin:

°K = 5/9 (°F – 32) + 273.15

6. Convertir de Kelvin a Fahrenheit:

°F = 9/5 (°K – 273.15) + 32

7. Convertir de Fahrenheit a Rankine:

°R = °F + 459.67

8. Convertir de Rankine a Fahrenheit:

°F =°R – 459.67

Ejemplo

1. Convertir 35 °C a °F

  • °F = 9/5 °C + 32
  • °F = 9/5 (35) + 32
  • °F = 63 + 32
  • °F = 95

2. Convertir 113 °F a °C

  • °C = 5/9 (°F – 32)
  • °C = 5/9 (113 – 32)
  • °C = 5/9 (81)
  • °C = 45

3. Convertir 37 °C a K

  • K = °C + 273.15
  • K = 37 + 273.15
  • K = 310.15

4. Convertir 933 K a °C

  • °C = K – 273.15
  • °C = 933 – 273.15
  • °C = 659.85

5. Convertir 40 °F a K

  • K = 5/9 (°F – 32) + 273.15
  • K = 5/9 (40 – 32) + 273.15
  • K = 5/9 (8) + 273.15
  • K = 4.444 + 273.15
  • K = 277.59

6. Convertir 293 Kelvin a °F

  • °F = 9/5 (K – 273.15) + 32
  • °F = 9/5 (293 – 273.15) + 32
  • °F = 9/5 (19.85) + 32
  • °F = 35.73 + 32
  • °F = 67.73

7. Convertir 212 °F a °R

  • °R = °F + 459.67
  • °R = 212 + 459.67
  • °R = 271.67

8. Convertir 562 °Rankine a °F

  • °F =°R – 459.67
  • °F = 562 – 459.67
  • °F = 102.33

2. Energía térmica y calor.

Ejemplo

Una muchacha se sirve 1 000 kcal en alimentos, los que luego quiere perder levantando pesas de 25 kg hasta una altura de 1.8 m. Calcula el número de veces que debe levantar las pesas para perder la misma cantidad de energía que adquirió en alimentos y el tiempo que debe de estar haciendo ejercicio.

Solución

Paso 1. Para perder las 1000 kcal, la muchacha debe realizar la misma cantidad de trabajo mecánico, es decir W=1000 kcal. Transformando este valor al SI.

= (1000 kcal) (1000 cal/1 kcal) (4.186 J/1 cal)= 4.186×10J

4.186×10J

Paso 2. Esta cantidad de trabajo que debe ser realizado levantando pesas de 25 kg. El trabajo en un solo levantamiento hasta 1.8 m.

W1 = m g h = (25 kg) (9.8 m/s2) (1.8 m)= 441J

W1 441J

Paso 3. Como el trabajo W1 debe ser realizado n veces hasta completar W, entonces W =nW1, despejando n.

n = W/W1 = 4.186×10J/441 J = 9,492 veces

n = 9,492 veces

Paso 4. Supongamos que la muchacha es muy rápida para levantar pesas, tal que produce un levantamiento cada 5 segundos, entonces el tiempo total del ejercicio es:

t = (9,492) (5 s) = (1 hr/3,600 s) = 13.2 hr

t = 13.2 hr

3. Dilatación térmica

Ejemplo de DILATACIÓN LINEAL.

Para poder usar  el dato de Longitud inicial(Li) cambiamos los CENTIMETROS a METROS.

  • Δ L = Dilatación lineal
  • Li = Longitud inicial
  • Δ t = Variación en la temperatura
  • α = Constante de proporcionalidad, llamado coeficiente de dilatación lineal. Para cada material tiene un valor determinado.

4. Calor específico.

Ejemplo de CALOR ESPECÍFICO

¿Cuál es el calor requerido para aumentar la temperatura de un lingote de plata de 150 kg de 25 ºC a 400 ºC?

Recordando

Donde:

  • Ce = Calor especifico.
  • Q = calor
  • m = masa
  • Δt = Variación en la temperatura
  • Δ t = t final – t inicial
  • La unidad de medida del calor específico es calorías sobre gramo y grado centígrado.

Datos

m = 150 kg = 150 000 gr
C = 0.056 cal / gr ºC
Ti = 25 ºC
tf = 400 ºC

Sustitución

Δt= tf – ti
Δt= 400 ºC – 25 ºC = 375 ºC

Q=mCeΔ t=(150,000 gr)(0.056 cal/gr °C)(375 °C)

Q = 3,150,000 cal.

5. Electrodinámica.

Ejemplo de INTENSIDAD

Determina la intensidad de la corriente eléctrica (que se mide en Ampere = A) a través de una resistencia eléctrica de 50 Ohm (Ω) al aplicarle un voltaje de 100 Volts (V).

Kendor Emmanuel O´Shelly Parada

Kendor Emmanuel O´Shelly Parada

Ingeniero en Geociencias, Docente