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
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