Page 181 - Fisica_1_BGU
P. 181

Ejemplo 7                                                               Ejemplo 8

                 Una barra de cobre a 15 °C tiene una longitud de   Una pieza de aluminio a 20 °C tiene un volumen de
                 80 cm. Calcula qué longitud tendrá si se calienta   5 cm . Calcula su volumen a 280 °C.
                                                                     3
                 hasta 90 °C.                                    •  Datos: Volumen inicial, V  = 5 cm 3
                                                                                         0
                 •  Datos: Longitud inicial, l  = 80 cm            Incremento de temperatura,
                                        0
                   Incremento de la temperatura,                           ∆t = 280 °C − 20 °C = 260°C
                            ∆t = 90 °C - 15 °C = 75°C              Coeficiente de dilatación cúbica del aluminio,
                   Coeficiente de dilatación lineal del cobre,         γ = 3λ = 3 ∙ 2,5 ∙ 10   C = 7,5 ∙ 10   C
                                                                                       -5 o -1
                                                                                                   -5 o -1
                                         -5
                                l = 1,7 ∙ 10  °C -1              • Hallamos el volumen a 280 °C: V = V  (1 + γ ∆t)
                                                                                                   0
                 • Calculamos la longitud final: l = l  (1 + λ ∆t)      V = 5cm  (1+ 7,5 ∙ 10   C  ∙ 260  C)
                                                                                          -5 o -1
                                                                               3
                                                                                                    o
                                                0
                                           -5 o -1
                                                   o
                       I = 80 cm (1 + 1,7 ∙ 10 C  ∙ 75  C)          V = 5 cm  (1+0,02) = 5 cm  ∙ 1,02 = 5,1 cm 3
                                                                            3
                                                                                            3
                                   -3
                 I = 80cm (1+ 1,28 ∙10 ) = 80 cm ∙ 1,001 = 80,1 cm
               Dilatación de los líquidos                                               EN GRUPO  Y TAMBIÉN:  TIC
               La dilatación de los líquidos es similar a la dilatación cúbica      y también:                  RECORTABLES  CALCULADORA
               de los sólidos. Por lo tanto, depende del incremento de tem-
               peratura y de la naturaleza del líquido.                                     Coeficiente
                                                                                       de dilatación cúbica
                                                                                                           o
               Cada líquido presenta un coeficiente de dilatación cúbica             de algunos líquidos a 20 C
               característico. Este es, por lo general, bastante mayor que el                   Coeficiente de
               de los sólidos (tabla 5).                                            Sustancia  dilatación ( C )
                                                                                                          -1
                                                                                                        o
                                                                                    Bromo         1,1 × 10 −4
               El volumen del líquido después de aumentar su temperatura            Mercurio      1,8 × 10 −4
               ∆t se calcula mediante la expresión:                                 Agua          2,1 × 10 −4
                                                                                    Glicerina     4,9 × 10 −4
                                                                                    Etanol        1,0 × 10 −3
                                    V  = volumen inicial                            Benceno       1,2 × 10 −3
                                      0
                                    V = volumen final                                                  Tabla 5.
                  V = V (1 + k ∆t)
                                    K = coeficiente de dilatación cúbica del líquido
                       0
                 Calcula el volumen de cierta cantidad de mercurio  — Hallamos el volumen a 350 °C:
              Ejemplo 9  de 1 L.                                   V = V  (1 + k ∆t)  -4 o -1  o
                 a 350 °C sabiendo que a 20 °C ocupa un volumen
                                                                        0
                                                                   V = 1L(1+1,8 ∙ 10 C  ∙ 330 C
                 — Datos: V  = 1L
                          0
                                 o
                                              o
                                      o

                         ∆t = 350  C -20  C = 330  C
                                                                   V = 1L (1+ 0,06) = 1 L ∙ 1,06 = 1,06 L
                         K = 1,8 ∙ 10-4 oC-1
                     EN GRUPO  Y TAMBIÉN:  TIC  RECORTABLES  CALCULADORA
                 y también:
                                                                                 La dilatación del agua
                                                                                 El agua tiene un coeficiente de
                                                                                 dilatación negativo entre 0 °C y
                                                                                 4 °C, ya que disminuye su volu-
                                                                                 men al aumentar la temperatu-
           Prohibida su reproducción                                             men mínimo, el coeficiente es
                                                                                 ra. A partir de 4 °C, temperatura
                                                                                 a la que el agua tiene su volu-

                                                                                 positivo y el agua se dilata al
                                                                                 aumentar la temperatura.



                 Efecto de la variación de temperatura en el volumen de 1 g de agua



         178
   176   177   178   179   180   181   182   183   184   185   186