RESPUESTAS TRABAJO PRACTICO CAPITULO 3

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1 RESPUESTAS TRABAJO PRACTICO CAPITULO 3

2 PREGUNTAS CONCEPTUALES Materia es todo aquello que tiene localización espacial, posee una cierta cantidad de energía, está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida. La humanidad hace uso de este conocimiento, como también Arquitectos y Diseñadores Industriales para desarrollo de sus obras y productos. Piensa, analiza y/o contesta: 1. Un material A tiene una cierta densidad. Otro material B tiene una densidad cuyo valor es el doble de la densidad de A. Decir si las afirmaciones siguientes son verdaderas (V) o falsas Volúmenes iguales de A y de B tienen la misma masa. Si el volumen de B es el doble que el de A, la masa de B será 4 veces mayor que la masa de A.(V) Si A se hunde en el agua, entonces B flota en el agua. Si el volumen de B es la mitad que el volumen de A, ambos tendrán la misma masa.(v) 2. Unir con flechas el estado de agregación de la materia con una propiedad del mismo: (Hacer en clase) No tienen forma propia Se oponen a la deformacion ESTADO SÓLIDO Se comprimen fácilmente Presentan tensión superficial ESTADO LÍQUIDO Sus moléculas están muy desordenadas ESTADO GASEOSO Forman meniscos Las fuerzas de atracción son superiores a las fuerzas de repulsión. Verifican la ley de Boyle-Mariotte 3. Una varilla de metal mide 1 m. Si se aumenta la temperatura de la varilla en 1ºC, la varilla mide 1,00005 m. Entonces, su coeficiente de dilatación es (Grafica, fundamenta y resuelve) : 0, /ºC PORQUE: (1,00005 m = 1 m ( 1 + 0, / C x 1 C ) 1, /ºC 1,05 1/ºC 0,00005 ºC

3 4. Decir si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas : La evaporación se produce aunque el líquido no hierva. La ebullición hace que se evaporen solamente las moléculas de la superficie del La ebullición líquido. se produce, para cualquier líquido, siempre a 100 ºC. La evaporación es un proceso rápido. Durante la ebullición, la temperatura del líquido se mantiene constante. (V) (V) 5. A qué fenómeno o proceso se debe la formación de niebla? Grafique, analice y responda. Una masa de aire húmedo y relativamente cálido se pone en contacto con otra masa de aire frío, cuya temperatura está por debajo del punto de rocío del aire mencionado primero. Esto hace que se forme gran cantidad de microgotas de agua, que se mantienen en suspensión debido a su bajo peso, dando lugar al fenómeno denominado niebla. 6. Por qué las cabinas de aviones son presurizadas? Grafique, analice y responda. La presurización de cabina es el bombeo activo de aire comprimido en la cabina de una aeronave para garantizar la seguridad y confort de los ocupantes. Es necesaria cuando un avión alcanza una altitud importante, ya que la presión atmosférica natural, a la altura de vuelo (aproximadamente m sobre el nivel del mar), es demasiado baja como para suministrar el suficiente oxígeno a los ocupantes. Sin la presurización se puede sufrir mal de montaña o incluso una hipoxia. 7. Explique por qué: Se emplean juntas de alquitrán en carreteras hechas con cemento: Para absorber las dilataciones producidas por la variación de temperatura en el transcurso del día. Se agrietan los techos expuestos al sol: Esto se da si en su diseño no está contemplada una manera eficiente de absorber dilataciones. Las vías de ferrocarril se disponen dejando espacios entre sí: Se dejan espacios de más de 1 cm entre tramos de vía de aproximadamente doce metros de largo para que sus dilataciones no los compriman y deformen. Una botella a la cual se le echa agua hirviendo se raja o se rompe: La parte de la botella que recibe de lleno el cho- rro de líquido caliente se dilata violentamente, quebrándose por una línea compleja que recorre zonas de gran diferencia de temperatura. Las fuentes pyrex empleadas en casi todas las casas (y en material de química) sufren grandes cambios de tempera- tura sin romperse. Están realizadas con vidrio de borosilicato, de bajo coeficiente de dilatación. El vidrio de borosilicato tiene un coeficiente de dilatación de aproximadamente un tercio del vidrio común. Aunque esto lo hace más resistente que otros vidrios al hoque térmico, también puede rajarse o quebrarse al someterse a variaciones rápidas de temperatura. 8. Explique cómo es el funcionamiento de un sifón que contiene agua con gas? Grafique, analice y responda. El agua contiene gas carbónico (CO2) disuelto, a nivel de sobresaturación, lo cual produce una fase gaseosa comprimida en el nivel superior del envase. Esta fase se encarga de mantener parte del gas disuelto en el agua para equilibrar presiones. Al abrir la válvula, el líquido comprimido entra al extremo inferior de la boquilla y sale violentamente por el pico, conservando aún parte del gas disuelto, lo que le da su característico sabor picante. 9. Qué propiedad se cumple en los vasos comunicantes con un solo líquido? Dé tres

4 ejemplos. Grafique, analice y res- ponda. Si las ramas de un conjunto de vasos comunicantes se encuentran abiertas a igual presión atmosférica, el nivel de la superficie del líquido es el mismo en todas ellas. Se cumple el teorema general de la hidrostática, según el cual los puntos que están a igual nivel, en el seno de un líquido, tienen la misma presión. Ejemplos pueden ser: Sifones de artefactos sanitarios, cañerías de desborde para mantener constante el nivel de un depósito de agua, visores de nivel de llenado de tanques, mangueras flexibles y transparentes que llenas de un líquido coloreado pueden utilizarse para trasladar niveles en tareas típicas de la industria de la construcción. 10. Las piletas de natación de forma rectangular tienen sus paredes con mayor espesor que la de los tanques australianos realizados en chapa de cinc. Por qué esto es así? Grafique, analice y responda. En un tanque australiano típico, de forma redonda, la presión lateral ejercida por el agua que soportan las pare- des se traduce en esfuerzo de tracción en el sentido longitudinal de las chapas que las conforman (La presión tiende a aumentar el perímetro del tanque). Este esfuerzo es muy bien absorbido por este material. En una pileta rectangular las presiones laterales deben absorberse con capacidad de resistir esfuerzo de flexión lateral por parte de las paredes. Esto se logra dándoles mayor espesor y reforzándolas con armaduras de acero.

5 EJERCICIOS RESOLUCIÓN NUMÉRICA 1. En pleno invierno y con una temperatura de 2 ºC se hizo, en una gran obra, una viga de hormigón de 40 m de largo. Debido a que la viga está enclavada en un sector de servicios donde funcionan motores, durante el verano la temperatura puede llegar a los 53 ºC. Qué espacio se debe dejar para prevenir la dilatación de la viga? Coeficiente de dilatación del hormigón: 0, / ºC. Expresar el resultado en mm. Grafica y resuelve. Lf = Li (1 + l DT); l = Lf - Li = Li + Li L i = = Li m x 0, / ºC x 55Cº = 0,022 m = 22 mm 2. Un dispositivo interno de un horno eléctrico puede alcanzar temperaturas de 280ºC. Si la dilatación del dispositivo, que mide 5 cm estando a 20ºC y es de aluminio, llega a superar el medio milímetro, el horno se puede apagar. Calcular si alcanzará dicho valor. (Coeficiente de dilatación del aluminio: 0, / ºC) Resuelve. Lf = Li (1 + l DT); Lf = 50 mm ( 1 + 0, / ºC x 260 ºC) = 50,31 mm R = El horno no se apagará. La longitud aumenta menos de medio milímetro. 3. Se toman 3 kg de agua y 3 kg de hierro, ambos a una temperatura de 20 ºC y se los calienta a 100 ºC. A qué conclu- sión se llegará, aproximadamente, si el Ce del hierro es igual a 0,1 Kcal / Kg x ºC y el Ce del agua = 1 Kcal / Kg x ºC? Resuelve. Siendo Q (cantidad de calor) = Masa x Calor específico x Salto térmico = = Q = m Ce t, y siendo las masas y los saltos térmicos iguales, pero el Ce del agua diez veces mayor que el del hierro, la can- tidad de energía que demandará el agua será diez veces mayor que la que demandará el hierro. 4. Calcule la cantidad de calor necesaria para fundir 253 g de aluminio que están a temperatura de inicio de fusión. Calor de fusión del aluminio: 94 cal / g. Resuelva. Q de fusiòn = masa x calor de fusión (o calor latente de fusión) = Qf = 253 g x 94 cal / g = cal = 23, 8 Kcal. 5. Se tiene una madera de álamo de 1 m x 0,2 m x 2 flotando sobre el agua. Se sabe que la madera está sumergida 1. Cuánto es la fuerza de empuje que le realiza el agua? Grafica y resuelve. Volumen sumergido = Volumen de agua desplazada = largo x ancho x alto = = Vs = 1 m x 0,2 m x 1 = 1 m x 0,2 m x 0,0254 m = 0,00508 m3 = 5,08 dm 3. Si 1 dm3 de agua pesa 1 Kgf, entonces el peso del agua desplazada será P = Pe.V = P = Fuerza de empuje = 1 Kgf / dm 3 x 5,08 dm 3 = 5,08 Kgf. 6. En cierto elevador hidráulico, un automóvil de 10³ Kgf de peso está sostenido por un pistón o émbolo cuya área es de 10³ cm². Cuál es la presión sobre el pistón? Grafica y resuelve. Presiòn = Peso / Superficie = 1000 Kgf / 1000 cm 2 = 1 Kgf / cm 2

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