Escalas termom̩tricas Р8 ejercicios comentados

Escalas termométricas. Se utilizan para definir los valores de temperatura obtenidos por un instrumento de medición particular.

Las principales escalas utilizadas son Celsius, Kelvin y Fahrenheit. Los valores en una escala se pueden transformar a otra escala utilizando fórmulas de conversión.

fórmulas de conversión Celsius, Kelvin y Fahrenheit

Aproveche los ejercicios comentados y resueltos para responder sus preguntas sobre este tema.

Escalas termom̩tricas РProblemas resueltos

1) Se colocan tres termómetros de mercurio en el mismo líquido y, una vez que se alcanza el equilibrio térmico, la niveladora Celsius registra 45 ° C. Los termómetros graduados Kelvin y Fahrenheit, respectivamente, ¿deberían registrar qué valores?

a) 218 ​​K y 113 ºF
b) 318 K y 113 ºF
c) 318 K y 223 ºF
d) 588 K y 313 ºF
e) 628 K y 423 ºF

 

Para transformar la temperatura en la escala Celsius a la escala Kelvin, utilizaremos la siguiente relación:

TK = TC + 273
TK = 45 + 273 = 318 K

La expresión para transformar de escala Celsius a escala Fahrenheit es:

Sustituyendo el valor de la temperatura en grados Celsius, tenemos:

Alternativa: b) 318 K y 113 ºF

2) PUC / SP – Una masa dada de gas perfecto está contenida en un recipiente de 10.0 litros de capacidad bajo una presión de 3.5 atm y una temperatura inicial de 25.0 ° C. Después de experimentar una transformación isocrórica, su presión aumenta a 7,0 atm. Determine la variación de temperatura de la masa de gas en las escalas Celsius y Fahrenheit, respectivamente, debido a esta transformación.

a) 298 y 536.4.
b) 298 y 568.4.
c) 323 y 581.4.
d) 323 y 613.4.

 

El gas sufrió una transformación isocrórica, es decir, su volumen se mantuvo constante. En este caso utilizaremos la Ley Charles-Gay Lussac, a saber:

Esta relación es válida para temperaturas absolutas. Por lo tanto, antes de reemplazar los valores, debemos pasar la temperatura que está en grados Celsius a Kelvin. Así:

T0 0 = 25 + 273 = 298K

Ahora podemos reemplazar:

Para calcular la variación de temperatura debemos hacer:

El rango de temperatura en la escala Celsius es igual al rango de temperatura en la escala Kelvin. Para encontrar la variación correspondiente en la escala Fahrenheit, usemos la siguiente relación:

Sustituyendo los valores que tenemos:

Alternativa: a) 298 y 536.4.

3) Mackenzie –  Una escala termométrica A adopta la temperatura del agua hirviendo a una presión normal de 70 ° A y la temperatura de fusión del hielo a una presión normal de 20 ° A. Se adopta otra escala termométrica B para la temperatura del agua hirviendo a presión normal, 90 ºB, y para la temperatura de fusión del hielo a presión normal, 10 ºB. La expresión que relaciona la temperatura de las escalas A (θUn) y B (θB) es

a) θB = 2.6.θUn – 42
b) θB = 2.6.θUn – 22
c) θB = 1.6.θUn – 22
d) θB = 1.6.θUn + 22
e) θB = 1.6.θUn + 42

 

Podemos representar ambas escalas a través del siguiente esquema:

Los segmentos indicados en la figura son proporcionales, por lo que podemos escribir la siguiente proporción:

Alternativa: c) θB = 1.6.θUn – 22

5) Colegio Naval – 2016

Los sumideros abisales u oceánicos son áreas profundas y deprimidas del suelo submarino. La mayor de ellas es la depresión Challenger en la Fosa de las Marianas, que tiene una profundidad de 11.033 metros y una temperatura del agua que oscila entre 0 ° C y 2 ° C. Según el texto, se puede decir que la presión total que sufre un cuerpo a una altura de 33 m sobre el suelo de esta depresión y el rango de temperatura en la escala absoluta (Kelvin) son respectivamente.

Datos: dagua = 1000 kg / m3; g = 10 m / s2; Pcajero automático = 1.0. 105to N / m2

a) 1,101.108vo N / m2 y 2 K.
b) 11.01.108vo N / m2 y 2 K.
c) 1,101.108vo N / m2 y 275 K.
d) 11.01.108vo N / m2 y 275 K.
e) 110.1.108vo N / m2 y 2 K.

 

Para encontrar el valor de presión en el punto dado, utilizaremos la siguiente fórmula de presión hidrostática:

p = pcajero automático + dagua.g.h

Tenga en cuenta que h en este caso es igual a la profundidad en el punto considerado. El problema indica que la profundidad de la depresión es 11033, sin embargo, el punto está a 33 m sobre el suelo, por lo tanto:

h = 11 033 – 33 = 11 000 m

Transformando todos los valores a potencia de 10 y sustituyendo en la fórmula de presión tenemos:

p = 1.105to + 103 . 10 1.1. 104 4
p = 1. 105to + 1.1. 108vo

Para hacer la suma es necesario que los exponentes de las potencias sean iguales, por lo tanto:

p = 0,001. 108vo + 1.1. 108vo
p = 1.101. 108vo N / m2

La variación de temperatura en la escala Kelvin se puede encontrar por:

T1 = 0 + 273 = 273K
T2 = 2 + 273 = 275K
Δ T = 275 – 273 = 2 K

Tenga en cuenta que la variación de temperatura en la escala Celsius y la escala Kelvin son siempre las mismas.

Alternativa: a) 1,101.108vo N / m2 y 2 K.

6) UERJ – El siguiente mapa muestra la variación promedio de la temperatura del océano en un mes determinado del año. Al lado está la escala, en grados Celsius, utilizada para hacer mapas.

Determine, en grados Kelvin, el módulo de variación entre la temperatura más alta y la más baja en la escala dada.

 

Del mapa, concluimos que la temperatura más baja es – 3.5ºC y la más alta es 4.5ºC. Por lo tanto, el módulo de variación entre estas temperaturas será:

Δ T = 4,5 – (- 3,5) = 8 ° C

Como vimos en la pregunta anterior, la variación de temperatura en la escala Celsius y la escala Kelvin son iguales, por lo tanto, el valor de variación de temperatura es igual a 8K.

7) UERJ – Observe en la tabla los valores de temperatura de los puntos críticos de fusión y ebullición, respectivamente, de hielo y agua, a una presión de 1 atm, en las escalas Celsius y Kelvin.

Tenga en cuenta que, en el rango de temperatura entre los puntos calientes de hielo y agua, el mercurio en un termómetro tiene una expansión lineal.

En este termómetro, el valor en la escala Celsius correspondiente a la temperatura de 313 K es igual a:

a) 20
b) 30
c) 40
d) 60

 

Para transformar de la escala Kelvin a la escala Celsius solo resta 273. Por lo tanto, la temperatura correspondiente será:

313 – 273 = 40 ° C

Alternativa: c) 40

8) EsPECx – 2013

Un termómetro digital, ubicado en un cuadrado en Inglaterra, marca la temperatura de 10.4 ºF. Esta temperatura, en la escala Celsius, corresponde a

a) – 5 ° C
b) – 10 ° C
c) – 12 ºC
d) – 27 ° C
e) – 39 ° C

 

Para transformar de la escala Fahrenheit a la escala Celsius, utilizaremos la siguiente relación:

Sustitución de TF por el valor de temperatura del termómetro tenemos:

Alternativa: c) – 12 ºC

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