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Física II: Gases Ideales y Teoría Cinética - Univ. Salamanca, Ejercicios de Física

Documento del curso física ii de la universidad de salamanca que presenta ejercicios y preguntas relacionadas con conceptos básicos de gases ideales y teoría cinética. Contiene problemas sobre temperaturas, presiones y coeficientes de dilatación.

Tipo: Ejercicios

2011/2012

Subido el 28/10/2012

ppajuelo94
ppajuelo94 🇪🇸

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FISICA II
CURSO PRIMERO DEL GRADO DE F´
ISICA DE LA
UNIVERSDIDAD DE SALAMANCA
PLAN 2009
CURSO ACAD´
EMICO 2012-2013
PRIMERA ENTREGA DE CUESTIONES Y EJERCICIOS.
CONCEPTOS B ´
ASICOS, ECUACI ´
ON DE ESTADO DEL GAS
IDEAL Y TEOR´
IA CIN´
ETICA DE LOS GASES
1. Dos vasos de agua, identificados como A y B, est´an inicialmente a la
misma temperatura. La temperatura del vaso A se aumenta en 10 oFy
la del vaso B en 10 K ¿Qu´e vaso est´a ahora a mayor temperatura?.
2. Term´ometro de gas de volumen constante. Usando un term´ome-
tro de gas, un experimentador determin´o que la presi´on en el punto
triple del agua (0.01 oC) era 4.80 ×104Pa, y en el punto de ebullici´on
normal del agua (100 oC), 6.50 ×104Pa. a) Suponiendo que la presi´on
var´ıa linealmente con la temperatura, use estos datos para calcular la
temperatura Celsius para la cual la presi´on del gas ser´ıa cero (es decir,
obtenga la temperatura Celsius del cero absoluto). b) ¿El gas de este
term´ometro obedece con precisi´on a la ecuaci´on de proporcionalidad
entre presiones y temperaturas?
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¡Descarga Física II: Gases Ideales y Teoría Cinética - Univ. Salamanca y más Ejercicios en PDF de Física solo en Docsity!

FISICA II

CURSO PRIMERO DEL GRADO DE F´ISICA DE LA

UNIVERSDIDAD DE SALAMANCA

PLAN 2009

CURSO ACAD´EMICO 2012-

PRIMERA ENTREGA DE CUESTIONES Y EJERCICIOS.

CONCEPTOS B ´ASICOS, ECUACI ´ON DE ESTADO DEL GAS

IDEAL Y TEOR´IA CIN´ETICA DE LOS GASES

  1. Dos vasos de agua, identificados como A y B, est´an inicialmente a la misma temperatura. La temperatura del vaso A se aumenta en 10 oF y la del vaso B en 10 K ¿Qu´e vaso est´a ahora a mayor temperatura?.
  2. Term´ometro de gas de volumen constante. Usando un term´ome- tro de gas, un experimentador determin´o que la presi´on en el punto triple del agua (0. 01 oC) era 4. 80 × 104 Pa, y en el punto de ebullici´on normal del agua (100 oC), 6. 50 × 104 Pa. a) Suponiendo que la presi´on var´ıa linealmente con la temperatura, use estos datos para calcular la temperatura Celsius para la cual la presi´on del gas ser´ıa cero (es decir, obtenga la temperatura Celsius del cero absoluto). b) ¿El gas de este term´ometro obedece con precisi´on a la ecuaci´on de proporcionalidad entre presiones y temperaturas?

P 2 P 1

T 2

T 1

Si as´ı ocurriere y la presi´on a 100 oC fuera 6. 50 × 104 Pa, ¿qu´e presi´on habr´ıa medido el experimentador a 0. 01 oC? (Como ya hemos estudiado la ecuaci´on anterior s´olo es exacta para gases a muy baja densidad.)

  1. Un anillo de acero, cuyo coeficiente de dilataci´on c´ubica es αV =
    1. 6 × 10 −^5 K−^1 ´o oC−^1 , tiene un di´ametro interior de 2.5000 pulgadas a 20 oC se calienta y se ensambla alrededor de una barra cil´ındrica de lat´on cuyo coeficiente de dilataci´on c´ubica es αV = 6. 0 × 10 −^5 K−^1 ´o oC−^1 , de di´ametro 2.5020 pulgadas a 20 oC A) ¿A qu´e temperatura debe calen- tarse el anillito de acero para poder ensamblarlo en el cilindr´ın? B) Una vez ensamblado se espera hasta que ambos dos est´an a la temperatura de 20 oC. Si el anillo y el eje se enfr´ıan juntos ¿A qu´e temperatura se saldr´a el anillito del cilindr´ın?
  2. Un objeto es sometido a presi´on mientras se calienta sin dejar que se expanda. Demostrar que el incremento de presi´on para que tenga lugar este sucedido viene dado por

∆P = BαV ∆T

siendo B = 1/κ el m´odulo de compresibilidad del material, αV el coeficiente de dilataci´on c´ubica y ∆T el incremento de temperaturas. ¿Qu´e presi´on se necesita para evitar que un bloque de acero se expanda si se calienta desde 20 oC a 35 oC? M´odulo de compresibilidad del acero B = 16 × 1010 Pa, coeficiente de dilataci´on c´ubica αV = 3. 6 × 10 −^5 K−^1 ´o oC−^1

  1. Un recipiente que tiene un volumen de 6.0 litros contiene 10 g de helio l´ıquido. Cuando el recipiente se calienta a la temperatura ambiente, ¿cu´al es la presi´on ejercida por el gas sobre sus paredes?. ¿Cu´antos ´atomos de helio hay?
  2. El ox´ıgeno tiene una masa molar de 32 g/mol y el nitr´ogeno 28 g/mol. Las mol´eculas de ox´ıgeno y nitr´ogeno en una habitaci´on tienen:

a) Iguales energ´ıas cin´eticas medias, pero las mol´eculas de ox´ıgeno son m´as r´apidas. b) Iguales energ´ıas cin´eticas, pero las mol´eculas de ox´ıgeno son m´as lentas c) Iguales energ´ıas cin´eticas y velocidades; d ) Iguales velocidades medias, pero las mol´eculas de ox´ıgeno tienen mayor energ´ıa cin´etica media