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DILATACIÓN LINEAL , SUPERFICIAL Y VOLUMÉTRICA O CÚBICA EJERCICIOS RESUELTOS EN PDF Y VIDEOS

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Mediante el sentido del tacto podemos percibir cuál de dos cuerpos es el más caliente y cuál es el más frío, es decir, sabremos reconocer cuál tiene temperatura más elevada. En otras palabras, la temperatura de un cuerpo es una propiedad que se relaciona con el hecho de que un cuerpo esté “más caliente” o “más frío”.
* Suponga que tuviésemos dos cuerpos con distinta temperatura, uno en contacto con el otro y lejos de influencias externas. Podría comprobarse que el cuerpo más caliente se iría enfriando, mientras que el más frío se iría calentando.
Después de cierto tiempo se notaría, empleando el tacto, que los cuerpos alcanzan una misma temperatura. A partir de este momento, las temperaturas de los cuerpos no sufrirán alteraciones, es decir, llegarán a una situación final denominada estado de equilibrio térmico.
Un gran número de fenómenos que ocurren en nuestra vida diaria se relacionan con el de la dilatación.
* Cuando calentamos un anillo, o en general, una placa con orificio, comprobamos que con la dilatación de la placa el orificio también incrementa su tamaño, dilatándose como si la placa estuviese entera, o sea, como si el orificio “estuviese hecho del mismo material que la placa”. Este hecho se utiliza en la adaptación de aros metálicos a ruedas de madera (en las carretas, por ejemplo), del siguiente modo; el aro o llanta, de diámetro ligeramente menor que el de la rueda, se calienta primero y es posible así encajar luego la rueda en él. Cuando el aro retorna a la temperatura ambiente, se contrae y queda sujeto firmemente a la periferia de la rueda.
* Lo mismo sucede con la dilatación volumétrica. La capacidad de un recipiente cualquiera aumenta cuando se eleva su temperatura, debido a la ampliación de la parte hueca (volumen interno) del recipiente.
* La temperatura ambiente en casi todos los lugares de la Tierra, sufre cambios considerables del día a la noche, de estación en estación, etc.
De manera que en los objetos existentes en esos lugares obviamente se alterarán periódicamente sus dimensiones. Para permitir que las dilataciones y contracciones térmicas se produzcan sin daño, en las vías de los ferrocarriles o en las grandes estructuras metálicas o de concreto armado.
LA TEMPERATURA
Se define macroscópicamente como una medida de la calidez o la frialdad a la que se encuentra un objeto y microscópicamente como la medida de la energía cinética traslacional media de las moléculas que forman un cuerpo.
*Sabemos que las moléculas que componen un objeto están en constante movimiento y que estas moléculas poseen energías cinéticas, luego:
La temperatura es la medida de la energía cinética ‘‘promedio’’ que posee cada molécula del cuerpo.
DILATACIÓN
Denominamos “dilatación térmica” cuando las dimensiones de un cuerpo (longitud, superficie o volumen) varían como una consecuencia de los cambios en la temperatura del cuerpo. Dependiendo de las dimensiones predominantes del cuerpo las dilataciones pueden ser:

A) Lineales B) Superficiales C) Volumétricas

Se tienen 2 varillas de acero, una mide 2m a 0°C y la otra 2m a 35°C. ¿Cuál será la diferencia de sus longitudes, en cm, cuando ambos estén a 30°C? El coeficiente lineal del acero es: 12×10–6 °C–1.
A) 0,068 B) 0,070 C) 0,075
D) 0,084 E) 0,096
Se muestra la gráfica de la longitud en función del tiempo, para dos varillas A y B, si: . Halle:

A) 8×10–5 °C–1 B) 10×10–5 °C–1
C) 12×10–5 °C–1 D) 14×10–5 °C–1
E) 16×10–5 °C–1
Un reloj de péndulo señala correctamente la hora en verano. Suponiendo que el hilo del péndulo es metálico. ¿Qué ocurrirá con el reloj en invierno?
A) Se adelantará.
B) Se atrasará.
C)Seguirá señalando la hora correcta.
D) La respuesta depende del período inicial.
E) No se puede precisar.

Dos varillas metálicas delgadas se han soldado como se indica. Si el sistema se calienta elevando la temperatura en 100°C. Halle el radio de curvatura del arco que se forma.

A)10,15 m B)13,35 C)15,54
D)17,14 E)22,16
Encontrar la separación entre los puntos A y B cuando se incremento la temperatura en 100°C. Si: .

A)1 m B)1,02 C)1,01 D)3 E)1,2
En la figura, se muestra una varilla de longitud ‘‘Lo’’ fija a un extremo y en el otro extremo a un resorte de rigidez ‘‘K’’ si la varilla sufre un cambio de temperatura T. Determinar la fuerza elástica que experimenta el resorte.
: Coeficiente de dilatación lineal

Un cubo metálico que en condiciones normales de presión y temperatura tiene una masa de 79,45 kg, siendo su densidad 11,35 g/cm3 y su coeficiente de dilatación lineal igual a 2,8×10–5 K–1, se coloca en un ambiente cuya temperatura es diferente y se comprueba que su nuevo volumen es 7058,8 cm3. Determine la temperatura del nuevo ambiente en °C.
A)80 B)100 C)120 D)140 E)160
Un volumen de 960 cm3 de Hg (coeficiente de dilatación cúbica =0,00018/°C) está dentro de un recipiente de 1000 cm3 de capacidad (exacta) fabricado de un meterial de coeficiente de dilatación cúbica 0,0000128/°C. Se eleva la temperatura del conjunto de 0° a 250° entonces:
A)El Hg ocupa exactamente la capacidad del recipiente.
B)Se derrama 3,2 cm3 de Hg.
C)Se derrama más de 3,2 cm de Hg.
D)Es necesario añadir 3,2 cm3 de Hg para llenar totalmente el recipiente.
E)Queda aún un volumen vacío en el recipiente.
Cuando a un cuerpo metálico homogéneo se le incrementa la temperatura se observa experimentalmente que la distancia [AB]0 entre dos puntos cualesquiera, A y B, de dicho cuerpo se incrementa proporcionalmente a dicha temperatura: donde es un cierto coeficiente propio del material considerado, y es el incremento de la temperatura. Si el incremento de las citadas longitudes es del 1 %, entonces el incremento del volumen (de un paralelapípedo, por ejemplo) será (aproximadamente) de:
A)1/3% B)2/3% C)1% D)2% E)3%
Con una regla de metal, la cual es correcta a 5°C se hace una medida a 30°C obteniéndose una lectura de 1000 mm. ¿Cuál es la longitud correcta que se midió?

A) 999,45 mm B)1005,50
C) 1000,55 D) 995,50
E) 1000,05
Un cubo de vidrio de 205 gramos sumergido en un líquido a 20°C experimenta un empuje de 1N. Al repetir el experimento con la misma sustancia, a 70°C se obtiene 0,997N de empuje. Halle el coeficiente de dilatación volumétrica del líquido.

A)5,1×10 –5 °C –1 B)7,2×10 –5 °C –1
C)2,2×10 –5 °C –1 D)3,3×10 –5 °C –1
E)6,9×10 –5 °C –1
Enun recipiente metálico cerradoseha vertido un líquido sin llegar a llenarlo completamente y todo a la temperatura ambiental. ¿Qué porcentaje de volumen del recipiente debe ocupar el líquido para que el volumen de la parte vacía sea siempre el mismo a cualquier temperatura.
A)25% B)35% C)50%
D)75% E)80%
Hallar el incremento de temperatura que deben experimentar ambas varillas para que se junten.

A) 20°C B) 30°C C) 40°C
D) 50°C E) 25°C
Un frasco de vidrio de capacidad 1010 cm3, contiene 1000 cm3 de mercurio a la temperatura de 0°C se calienta el sistema hasta 100°C llenándose todo el recipiente de mercurio.
Calcular el .
A)6,11×10–5 °C–1 B)7,11×10–5 °C–1
C)8,11×10–5 °C–1 D)8,01×10–5 °C–1
E)5,11×10–5 °C–1
Una arandela metálica tiene radio exterior ‘‘2r’’ y radio interior ‘‘r’’. Si incrementamos su temperatura, se observa que su radio exterior crece en ‘‘r/10’’. Calcular el perímetro de la circunferencia interior, al final del experimento.
A)r B)r/10 C)2r
D)2,1r E)1,05r
Dos varillas una de hierro y otra de zinc miden 25,55 cm y 25,50 cm respectivamente a la temperatura de 0°C, hasta que temperatura deberán ser calentadas ambas varillas para lograr que tengan la misma longitud.

A)12°C B)86°C C)101°C
D)109°C E)117°C
Un frasco de cierto material, cuya capacidad es 1 litro a 0°C. Se llena de mercurio, y se calienta el sistema hasta 100°C, derramándose 15,2 cm3 de Hg si el .
Calcular de .
A)3×10–5 °C–1 B)2×10–5 °C–1
Un termómetro está construido para leer temperaturas en °C y K. Un día en que la temperatura ambiental fue 15°C, Martín calentó una barra de cobre de 2m de longitud hasta 65°C, y por error tomó la lectura en K para determinar la dilatación experimentada por la barra.
Determinar el error cometido en el cálculo de dicha dilatación.

A)0 B0,0017 m C)0,0034 m
D)109°C E)117°C

El valor de la temperatura de cierto ambiente en °F es 36 unidades más que °C. ¿De qué temperatura se trata?
A)278 K B)272 K C)351 K
D)285 K E)301 C
Se tiene una escala absoluta. En esta escala el agua hierve a 186,5°. Si la temperatura de un cuerpo aumenta en 4°C a cuántos °X equivale este aumento de temperatura?
A)0,5 B)1 C)1,5 D)2 E)2,5
Un cuerpo se encuentra a 120°F e incrementa su temperatura en 90K.
Determinar su temperatura final.
A)180°C B)210°C C)273°C
D)55,55°C E)138,88°C
Para dos escalas relativas se observa que 20° centígrados corresponde a 25°B y 5° centígrados corresponde a –5°B. ¿A cuántos grados B corresponde la temperatura del cero absoluto?
A) –321°B B)–241°B C)–111°B
D)–331°B E)–561°B
Una plancha de tungsteno que se encontraba a 400 K, se calienta en 360°F y luego se enfría en 50°C. ¿Cuál es la temperatura final en °C?
A)327°C B)127°C C)277°C
D)377°C E)477°C
Dos varillas de igual longitud y de coeficientes y
se someten a un calentamiento de manera que experimentan la misma dilatación. Si el primero se calentó en 80°C. ¿En cuántos °C se elevó la temperatura del segundo?
A)94 B)95 C)96 D)97 E)98
¿Qué longitud (en cm) debe tener una varilla de,
para que al ser calentada lo mismo que otra varilla de y de 125 cm de longitud se dilata exactamente lo mismo?
A)10 B)20 C)30 D)40 E)50
Se tiene dos alambres de 15 m y 18m cuyos coeficientes son 24°C–1 y 40°C–1 respectivamente. Si el primero se calienta en 100°C ¿en cuántos °C se debe calentar el otro para que ambos se dilaten igualmente?
A)30 B)40 C)50 D)60 E)70
¿En cuántos cm2 se dilata una lámina metálica que se calienta en 240°C, si se sabe que al calentarse en 300°C la dilatación aumentaría en 8cm2?
A)32 B)33 C)34 D)35 E)36
Una placa de metal tiene las dimensiones de 10×10 m cuando su temperatura es de 10°C. Se observa que cada lado se incrementa en 20 mm cuando se calienta hasta 110°C. ¿Cuál es (en m°C–1) su coeficiente de dilatación superficial?
A)3 B)4 C)5 D)2 E)40
Un recipiente de vidrio tiene una capacidad de 0,2 litros y está a 57°C. Se hecha en su interior 200 cm3 de un líquido de ‘‘x’’ también a 5°C. Si se calienta el conjunto hasta 105°C, Determinar el volumen del líquido ‘‘x’’ que se derrama (en cm3).

A)1,1 B)1,2 C)1,3 D)1,4 E) 1,9