Unidad 4: Termodinámica.
Brisa Teresa Ricalday Montes.
Tecnológico Nacional de México - Campus Zacatecas Occidente October 16, 2019 .
Problema 1.
Un termómetro dice que tú tienes una fiebre de 39.4 oC.
¿Cuánto es esto en Fahrenheit?
Formula:
T ( oF) = \(\frac{9}{5}\) [T ( oC)] + 32
Sustituimos:
T( oF) =\(\frac{9}{5}\) [T(39.4 oC)] + 32 = 102.92 oF
Problema 2.
La torre Eifel está construida de hierro forjado de aproximadamente 300m de alto. Estima que tanto cambia la temperatura en enero (Temperatura promedio de 2 grados centígrados) y Julio (Temperatura promedio de 25 grados centígrados). Ignora los ángulos de las vigas de hierro y trata la torre verticalmente.
Datos:
α = \(12x10^{-6}\)
l0 = 300m
(Triangulo)t = 25oC − 2 oC = 23oC
Formula:
(Triangulo)l = a ∗ lo ∗ (Triangulo)t
Sustituimos:
(Triangulo)l = (12x10-6 )(300m)(23oC) = 0.08m
Problema 3.
Cuando un alguien salta al océano, el agua se filtra en la separación entre la piel del conductor y su traje de neopreno, formando una capa de agua de aproximadamente 0,5 mm de espesor. Suponiendo que el área de superficie total del traje húmedo que cubre al conductor es de aproximadamente 1.0 m2 y el agua del océano entra en el traje a 10oC y el conductor la calienta a la temperatura de la piel de 35oC Estima que tanta energía se requiere (En unidades de barritas =300 kcal ) por la calefacción del proceso.
Datos:
P = 1027 Kg/ m3
A = 1m2
Espesor = 0.5 mm = 5x10−4 m c = 3850 J /kgoC
m=?
Formula:
Q = mc(Triangulo)t
Masa:
P = m/ v
v=?
Despejamos:
m = P · v
Volumen :
v = (1m2 )(5x10−4m )
v= 0.05m 3
Determinar Masa:
m = 1027 kg /m3 · 5x10-4 = 0.5135 kg
Datos completos para la formula:
Q = (0.5125 kg) (3850 J/ kgoC )(35oC − 10oC) = 4942 J
Convertir el resultado a Kcal :
49424 J (\(\frac{1Kcal}{4184J}\)) = 11.812 Kcal
Convertir a Barritas:
1 barrita*11.812 Kcal /300 Kcal = 0.0393 barritas
Problema 4.
Un sistema de enfriamiento automovil tiene 18 L de agua. ¿Cuánto calor absorbe si esta temperatura aumenta de 15 grados centigrados a 95 grados centigrados?
Formula:
Q = mc(Triangulo)t
Sustituir:
Q = (18 kg) (4186 J/ kgoC )(95oC − 15oC) = 6000KJ
Problema 5.
Un motor termico agota 7800 J de calor mientras realiza 2600J de trabajo útil. ¿Cual es la eficiencia de este motor ?
Datos:
w = 2600 J/ s
Ql = 7800
Formula:
e= \(\frac{w}{w+Ql}\)
\(\frac{2600\ }{2600+7800J}\)
=.25
=25%