UAM-I Fluidos y Calor Tarea 7 Fecha de entrega: viernes 31 de octubre.

UAM-I
Fluidos y Calor
Tarea 7
Fecha de entrega: viernes 31 de octubre.
Problemas
1. (2 puntos) La rapidez promedio con que el calor fluye por la superficie de la Tierra es de
54 mW/m2 y la conductividad térmica promedio de las rocas cercanas a la superficie es de
2.5 W/m•K. Suponiendo una temperatura en la superficie de 10°C, ¿cuál debería ser la
temperatura a una profundidad de 33 km (cerca de la base de la corteza)? No tenga en
cuenta el calor generado por elementos radioactivos; también puede prescindir de la
curvatura de la Tierra.
2. (2 puntos) Cuando un sistema se lleva del estado i al
f a lo largo de la trayectoria iaf en la figura 1, se
encuentra que Q = 50J y que W = –20J. En la
trayectoria ibf, Q = 36 J. A) ¿Cuál es el trabajo W en
ella? B) Si W = +13 J en la trayectoria curva de
regreso fi, ¿cuál es el calor Q en ella? C) Suponga E int,
i= 10 J. ¿¿Qué valor tiene Eint, f? D) Si Eint, b = 22 J
calcule Q en los procesos ib y bf.
Figura 1
3. (2 puntos) Se utiliza un pequeño calentador eléctrico por inmersión para hervir 136 g de
agua para preparar una taza de café instantáneo. El calentador está calibrado a 220 watts.
Desprecie las pérdidas de calor y calcule el tiempo necesario para hacer que el agua
llegue de 23.5°C al punto de ebullición.
4. (2 puntos) Un anillo de cobre de 21.6 g tiene un diámetro de
2.54000 cm a su temperatura de 0°C. Una esfera de
aluminio tiene un diámetro de 2.54533 cm en su temperatura
de 100°C. La esfera se pone en la parte superior del anillo
(Figura 2) y se deja que los dos alcancen el equilibrio
térmico, sin que pierdan calor en el ambiente. La esfera
apenas cruza el anillo en esa temperatura. Determine su
masa.
Figura 2
Preguntas
Subraya la opción correcta
1. (1 punto) Dos cilindros sólidos idénticos, largos
y delgados, se usan para conducir calor de un
depósito a una temperatura Tcaliente a otro con
temperatura
Tfrío.
Originalmente
están
conectados en serie, como se ve en la figura 3,
y la rapidez de transferencia de calor es H0. Si
están conectados en paralelo y no como se
muestra en la figura, ¿con qué velocidad se
transfiere el calor?
A) 16H0
B) 4H0
C) 2H0
D) H0 / 2 E) La respuesta depende de
la conductividad térmica, k, de los cilindros.
Figura 3
2. (1 punto) Un cubo de 100 g de aluminio originalmente a 120°C se introduce en un
contenedor aislado de agua cuya temperatura inicial es 10|C. Transcurrido algún tiempo, el
sistema alcanza el equilibrio y la temperatura final del agua es 22|C. ¿Cuál es la
temperatura final del cubo de aluminio?
A) Es mayor que 22°C.
B) Es igual a 22°C
C) Es menor que 22°C D)
Podría ser mayor o menor que 22°C, según la masa del agua