FISIK
A
T
N
05
COLEGIO
BYRON
LORD BYRON
Tema: Termometría dilatación
FÍSICA
¿Si la unidad internacional de la temperatura es el Kelvin
fundamente porque su unidad de medida no es el Joule?
Docente: Aledio Anthony Torres Niebles
TERMOMETRÍA
todos los sólidos, líquidos y gases se componen
de átomos o moléculas que se encuentran en
movimiento continúo debido a su energía
cinética, que lo llamamos calor.
TEMPERATURA
Es una magnitud física escalar que mide el grado
de agitación molecular de un cuerpo. En un
objeto caliente las partículas se mueven más
rápidamente por que ellas tienen mayor energía
cinética molecular.
ESCALAS TERMOMÉTRICAS
ºC
ºK
373
212
Punto de
ebullición
0
273
32
Punto
Congelación
0
-460
Cero Absoluto
Realizando cálculos de proporcionalidad se llega
a la siguiente ecuación:
єC єK - 273 єF - 32
=
=
100
100
180
También se
ecuaciones
DILATACIÓN DE LOS CUERPOS
Todos sabemos por experiencia vivida que un
cuerpo al calentarse aumenta ligeramente de
tamaño, es decir, se dilata, pero al enfriarse se
contrae. Este fenómeno se debe al comportamiento
interno de las moléculas.
1. DILATACIÓN LINEAL. Es el incremento o
variación de longitud que experimenta un
cuerpo, cuando su temperatura se incrementa a
partir de 1°C.
LF = L0 (1+   T)
ºF
100
-273
EE:Comp. Conceptual
EA:Hab dem pensamiento
LIB:Eval formativa
CC: CAMBIO
puede
º K  C  273
usar
las
siguientes
ºF 
9
C  32
5
Donde:
LF = Longitud final
Lo = Longitud inicial
T = Variación de Temperatura
 = Coeficiente de dilatación lineal
2. DILATACIÓN SUPERFICIAL. Es el incremento
o variación de superficie que experimenta un
cuerpo. El coeficiente de dilatación superficial es
= 2 .
SF = SO . (1 +  T)
Donde:
SF = Superficie final
So = Superficie inicial
T = Variación de Temperatura
=Coeficiente de dilatación superficial
3. DILATACIÓN VOLUMÉTRICA. Es el incremento
o variación de volumen que experimenta un
cuerpo. El coeficiente de dilatación superficial es
 = 3 .
VF = VO (1 +   T)
Donde:
VF = Superficie final
Vo = Superficie inicial
T = Variación de Temperatura
 =Coeficiente de dilatación volumétrica
1.
2.
3.
4.
5.
1.
La temperatura normal del cuerpo humano
es de 98.6 °F. Una persona con fiebre
puede registrar 104 °F. ¿Cuáles son éstas
temperaturas en grados Celsius?.
a) 25°; 29°
b) 35°; 39° c) 37°; 39°
d) 35°;29°
e) 37º; 40°
¿A qué temperatura ambiente, lo que
marca el termómetro Fahrenheit es un
número mayor en 50 que lo que marca el
termómetro centígrado?.
a) 50 °C
b) 22.5° C c) 34.7° C
d) 10.3° C
e) 40° C
La temperatura de ebullición de un metal
es 5000 F° ¿Cuál será el valor en °K?
a) 3030 °K
b) 3031 °K
c) 3032°K
d) 3033 °K
e) 3034 °K
Con termómetros graduados en °C y °F, se
mide la temperatura de un cuerpo. Si la
temperatura leída en la escala en °F marca
un número tres veces mayor que la leída
en la escala en °C, entonces cuál es la
temperatura del cuerpo en °C.
a) 80 °C
b) 80/3 °C c) 80/5 °C
d) 40 °C
e) 60 °C
Se tiene un termómetro mal calibrado,
señala + 1° a la temperatura de
congelación del agua y 99° a temperatura
de ebullición del agua; con el termómetro
mal calibrado se mide la temperatura de
cierta sustancia dando como lectura 25°,
¿Cuánto vale la temperatura en la escala
Celsius?
a) 24,49 °C
b) 23,49 °C c) 22,49 °C
d) 21,49 °C
e) 20,49 °C
TAREA
Un termómetro con escala
arbitraria
tiene como punto de ebullición del agua
130° y como punto de fusión del Agua –
40° cuando con este termómetro se mide la
temperatura de un cuerpo da como
resultado 55° ¿analice cuál está temperatura
en la escala °C?
a) 55.8°C b) 35.5 c) 46,6
d) 78,6
e) 32,3
2.
Un termómetro de mercurio tiene una escala
que marca 0°X cuando la temperatura es
de –20°C y marca 240°X para 100°C
¿demuestre cuántos grados X° corresponden
a la temperatura de 37°C?
a) 37° b) 57° c) 114 d) 740° e) 94
3.
Demuestre a que temperatura las lecturas de
un termómetro °C y °K son iguales pero de
signo contrario.
a) +-136,5° b) +-114° c) +-134°
d) +6,8°
e) +-125,6°
4.
Un termómetro mal calibrado señala 1°C a la
temperatura de congelación del agua y 99° a
la temperatura de ebullición del agua ¿analice
cuál es la verdadera lectura correspondiente a
25°C ?
a) 24,5°
b) 21,5°
c) 13,6°
d) 12,4°
e) 21,0°
5.
Analice cual es la temperatura “Q”
equivalente a 350°C si por una disminución de
2°C se opera una disminución de 1°Q,
sabiendo además que el agua se fusiona a los
-10°Q.
a) 133°
b) 144° c) 150°
d) 165°
e) 155°
6.
Se tiene dos escalas termométricas A y B de
tal modo que el agua hierve a los a 340° A y
450° B, si al aumentar la temperatura en 2° A
equivalen a aumentar 3°B, demuestre a que
temperatura coinciden las dos escalas
termométricas.
a)120 b)130 c)140 d)150 e)160
7.
Una colmena de abejas africanas tiene 400
insectos cada una de masa “m” si el panal de
2
O PREUNIVERSITARIO
FISICA
abejas es de 200”m” .Un termómetro
colocado dentro del panal marca 20°C
entonces la temperatura de una abeja y el
panal es:
a) 1°C;20°C b) 1/20;1/10 c) 20;20
d) 20;40
e) no se puede calcular
8.
9.
Una sustancia tiene la propiedad de que
por cada 4°C se evaporan 10mg de dicha
sustancia. Si inicialmente su temperatura
era de 20°C y luego de cierto tiempo dicha
temperatura resulta ser 323° K Determine
¿Que cantidad de dicha sustancia se
evaporo?
a) 75mg b) 45 c) 55 d) 65 e) 25
Para la gráfica mostrada determine “m”
ºC
a) 273
b) -273
ºK
c) -232
m
d) -121
e) 325
10. Se
construye una nueva escala
termométrica en la cual la temperatura de
ebullición del agua es numéricamente igual
pero de signo contrario a la temperatura de
fusión del agua , además se sabe que 25°
equivalen a 348°K entonces ¿determine
que lectura indicará esta nueva escala para
el cero absoluto?
a) –243 b) –323 c) 234 d) 23 e)–24
11. Se tienen
2 termómetro de Hg.
observándose que la fusión del hielo se da
a los –10°P y al ponerse en contacto con
un cuerpo que está a 45°C la lectura es de
80°P, demuestre Ud. una fórmula que
relacione dichas escalas.
a) °C =°P-20
b) 2°C = °P+10
c) °C =°P+8
d) 10°C=2°P-20
e) 3°C-1 = 4°P
12. Demuestre a cuantos grados X° equivalen
60°Z en el gráfico mostrado.
a) 77.3º
b) 88,3°
c) 99,3°
d) 55,3°
e) 44,3°
ºX
300
40
ºY
360
ºZ
500
160
200
-20
13. El diagrama corresponde a las medidas de la
temperatura en la escala °X respecto a la
escala °C, demuestre a que temperatura °X
hierve el agua.
ºX
a) 130
75º
b) 160
c) 190
ºC
50º
d) 210
-10
e) 240
14. A un cuerpo que estaba a 25°C se le
disminuye en 5°K ¿Calcular la temperatura
final en una escala arbitraria “P” sabiendo que
en está el punto de ebullición y congelación
del agua es: 50° y –10° .?
a) 9° b) 2° c) 1,3° d) 1.5° e) 7°
15. La temperatura de un golpe de “GOKU” es de
700°C de calor pero al verse perdido aumenta su
potencia de golpe generando 5400°K determine la
temperatura final del golpe de GOKU en una
escala arbitraria “NAIKIME” sabiendo que el agua
tiene como punto de ebullición es 800 ° N y el
punto de congelación es –200° N.
a) 46540°
b) 60800°
c) 35800°
d) 48600°
e) 24500°
3
1. Un tubo de metal tiene una longitud de 1 m
a 20°C; se hace pasar a través de él, vapor
de agua a 95°C y se observa que se alarga
hasta 1.003 m. El coeficiente de dilatación
lineal del metal es:
a) 10 –5 °C-1 b) 4x10 –5 °C1 c) 4x10 –3 °C-1
d) 10 –3 °C-1 e) 2.5x10 –3 °C –1
2. Cuando una barra metálica de 2 m de
longitud se calienta en 100 C° se dilata en
un milímetro.
Encuentre el coeficiente de dilatación lineal
de esta barra.
a) 5x10-6 °C-1b) 4x10-6 °C-1 c) 3x10-6 °C-1
d) 2x10-6 °C-1 e) 1x10-6 °C-1
2.
Determine la rapidez “v” con que se dilatará
una varilla metálica de 100m de longitud si la
temperatura aumenta a razón de 40°C por
segundo.
 Alambre =5x10-6C-1
a) 2cm/s
b) 3
c) 0,5
d) 0,8
e) 1
3.
Se muestra las dimensiones de un alambre
doblado a temperatura ambiente de 20°C, si
este alambre se calentará hasta 470°C ¿cuál
seria la separación entre A y B?
(  Alambre =16x10-5C-1
3. Una plancha de aluminio, cuya superficie a
10 °C era de 1 dm2,, ha sufrido un aumento
de 1 mm2 al elevar la temperatura. ¿Cuál es
la temperatura final alcanzada?
( Al = 23x10-6 °C -1)
a) 12,174 °C b) 12,172 °C c) 12,171 °C
d) 12,170 °C e) 12,169 °C
4. Se tiene una lámina metálica de coeficiente
de dilatación superficial 2,02x10-4 °C-1, al
cual se le ha sustraído un círculo de radio
1cm. Se pretende hacer pasar por el orificio
una esfera de radio 1,02 cm, ¿En cuánto se
debe incrementar la temperatura de la
lámina metálica, tal que, la esfera pueda
pasar por el orificio?
a) 198 °C b) 200 °C
c) 202 °C
d) 204°C
e) 206 °C
2cm
6cm
1.
B
10cm
a) 10,72cm
c) 11.67
e) 12.02
4.
5. Hallar el volumen de una esfera de 4 cm de
radio a 0 °C si se calienta a 100 °C.
Considerar un coeficiente de dilatación
volumétrica igual a 2x10-5 °C -1 para la
esfera.
a) 234,08 cm3 b) 196,06
c) 268,5
d) 400,08
e) 269,7
TAREA
Una varilla de 2m de longitud experimenta
un cambio de temperatura de 20°C
determine su nueva longitud que tendrá si
 Alambre =5x10-3C-1
a) 2,2m
b) 2,1
c) 2,3
d) 2,4
e) 2,5
A
Una placa circular de acero a 20°C tiene el
mismo diámetro que otra placa circular de
latón a 15°C ¿a que temperatura común los
diámetros de las dos placas serán iguales?
 Acero =1x10-5C-1
 Latón = 2x10-5C-1
a)°C
d) 30°C
5.
b) 10,28
d) 11,72
b)10°C
e) nunca
c)20°C
Dos laminas A y B poseen iguales superficies
una a 30ºC y la otra a 50ºC , determine a que
temperatura en común ambas laminas
volverán a tener la misma superficie
(A  5.106 C1 y B  7.10-6 C-1)
a) 120ºC
d) -40
b) 100
e) -120
c) 150
4
O PREUNIVERSITARIO
FISICA
6.
Un cable flexible pero no elástico está fijo
entre los bornes A y B separados en 96m a
una temperatura de 0°C, un peso
suspendido en el centro como se ve en la
figura (1) y a una temperatura de 1000°C
(figura 2) tendrá su coeficiente lineal igual
a:(θ=37°) (α=53°)
A
B

fig(1)
A
B


fig(2)

9.
Un tubo vertical de vidrio de 1m de largo se
llena hasta la mitad de el con un liquido a
20°C ¿cuánto cambia la altura de la columna
liquida cuando el sistema se calienta a 30°C si
 liquido =1x10-4C-1 desprecie la dilatación del
tubo.
a) 1mm
d) 2mm
b) 0,5mm c) 1,5mm
e) 3mm
10. Un recipiente de vidrio
a) 333x10-6C-1
c) 3x10-6C-1
e) 123x10-6C-1
7.
(vidrio =9x10-6C-1)
y de 120cm3 esta lleno al tope con cierto
liquido.
(Liquido=1x10-6C-1) a la temperatura de 20°C
¿qué cantidad de líquido se derrama cuanto el
sistema alcance los 100°C? (respuesta cm3)
b) 223x10-6C-1
d) 222x10-6C-1
a) 0,72
d) 9,6
Dos placas del mismo material una
cuadrada y otra triangular (equilátera) que
tienen un lado común, se calientan ambos
notándose que el área final de la placa
triangular es 3 3 cm2 determine el área
final de la placa cuadrada.
8.
a) 3cm2
b) 4
d) 3
e) 12
c)3 3
Se tienen dos triángulos equiláteros
semejantes de lados a y b de materiales
isotrópicos de coeficientes de dilatación “αa
y αb “ (αa=4αb )Si se eleva la temperatura y
el área comprendida entre ellas no cambia
determine la relación a/b:
a) 1
b) 1/2
c) 2
d) 1/3
e) 1/4
b
a
b) 2,88
c) 3,02
c) 3,6
11. Una arandela metálica tiene radio exterior “2r”
y radio interior “r” cuando incrementamos su
temperatura se observa que su radio externo
crece en r/10 ¿determine el perímetro de la
circunferencia interior en este caso (r=10cm)
a) 2,1  cm
b) 21 
d) 2,5
e) 2

c) 21
12. Determine las longitudes de una varilla de
hierro y otra de latón para que a cualquier
temperatura tengan una diferencia constante
de 10cm se sabe que sus coeficientes de
dilatación lineal son:
12x10-6C-1 y 20x10-6C-1 respectivamente.
a)25cm;15cm b)20cm;10cm
d)40cm;30cm e)5cm; 4cm
c)35cm;25cm
13. Una sustancia no conocida de coeficiente de
dilatación   4 x10 2 C 1 tiene una
densidad de de 10g/cc a 20°C determine su
5
nueva densidad cuando haya alcanzado
una temperatura de 393°K.
a)2g/cc
b) 1
c) 2,5
d)3
e) 4
14. Cuando 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
AB  T AB 0
donde  es un
cierto coeficiente propio del metal
considerado T es el incremento de la
temperatura ,si el incremento de las citadas
longitudes es del 1% entonces El
incremento de volumen (de un
paralelepípedo
por
ejemplo
será
aproximadamente.
a) 3%
d) 4%
b) 2%
e) 1/3%
c) 3/4%
15. El coeficiente de dilatación lineal de un
sistema hasta 100°C y se observa que se
derrama
15,2cc
del
fluido
5
1
(  Hg  18,2 x10 C )
determine
el
coeficiente de dilatación lineal del vidrio
a) 10-5C-1
c) 3x10-5C-1
e) 5x10-5C-1
b) 2x10-5C-1
d) 4x10-5C-1
18. Cual es el cambio de temperatura que ha
ocasionado un aumento de 0,4cm de longitud
en una varilla si se sabe que al aumentar en
10°C adicionales la varilla se dilata en total
0,8cm.
a) 6°C
d) 9°C
b) 7°C
e) 10°C
c ) 8°C
19. Calcular las longitudes en cm. de una varilla
de latón y una de hierro para que se tenga
una diferencia entre ellas de 5cm a cualquier
temperatura los coeficientes de dilatación
son:latón:18x10-6C-1
 hierro :12x106C-1
metal es de 25x10-6C-1 si una placa de
dicho metal se calienta hasta 373°K su
superficie aumenta en:
a) 0,5% b) 0,25% c) 0,025%
d) 0,05% e) 0,0005%
16. Una varilla metálica tiene una longitud Lo y
una sección transversal So al variar la
temperatura su sección se incrementa en
6% ¿en que porcentaje vario su longitud al
final del proceso?
a) 1%
b) 2%
c) 3%
d) 4%
e) 5%
17. Un frasco de vidrio cuyo volumen es
exactamente 1000cc a 0°C se llena
completamente de mercurio a esta
temperatura se eleva la temperatura del
6