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Ejercicios resueltos de termometría, escalas termométricas y cambio de unidades de temperatura. TP05

Termoestática: Solución a los ejercicios de termometría, escalas termométricas y cambio de unidades de temperatura. Problemas resueltos. TP05

Problemas resueltos de termoestática. TP05

Problema n° 1) Transformar 175 K a grados centígrados.

Desarrollo

Datos:

t = 175 K

Fórmulas:

T(K) = t(°C) + 273,16

Solución

De la fórmula despejamos "t(°C)":

t(°C) = T(K) - 273,16

Reemplazamos y calculamos:

t(°C) = 175 - 273,16

t = -98.16 °C

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Problema n° 2) ¿A qué temperatura Celsius equivalen 33,8 °F?

Desarrollo

Datos:

t = 33,8 °F

Fórmulas:

t(°F) = 1,8.t(°C) + 32

Solución

De la fórmula despejamos "t(°C)":

1,8.t(°C) = t(°F) - 32

t(°C) = [t(°F) - 32]/1,8

Reemplazamos y calculamos:

t(°C) = (33,8 - 32)/1,8

t(°C) = 1,8/1,8

t = 1 °C

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Problema n° 3) Expresar en grados Fahrenheit el cero absoluto.

Desarrollo

Datos:

t = 0 K = -273,16 °C

Fórmulas:

t(°F) = 1,8.t(°C) + 32

Solución

Aplicamos la fórmula, reemplazamos y calculamos:

t(°F) = 1,8.(-273,16) + 32

t(°F) = -491,688 + 32

t(°F) = -459,688

t = -459,69 °F

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Problema n° 4) En un termómetro Fahrenheit se observa una marca de 125 °F y en un Celsius se leen 45 °C, ¿cuál de los dos indica mayor estado térmico?

Desarrollo

Datos:

t1 = 125 °F

t2 = 45 °C

Fórmulas:

t(°F) = 1,8.t(°C) + 32

Solución

Aplicamos la fórmula para convertir los °C a °F y poder comparar, reemplazamos y calculamos:

t(°F) = 1,8.45 + 32

t(°F) = 81 + 32

t(°F) = 113

t2 = 113 °F

Observamos que t1 > t2, por lo tanto:

El termómetro Fahrenheit indica mayor estado térmico.

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Problema n° 5) ¿A cuantos grados centígrados corresponden 400 K?

Desarrollo

Datos:

t = 400 K

Fórmulas:

T(K) = t(°C) + 273,16

Solución

De la fórmula despejamos "t(°C)":

t(°C) = T(K) - 273,16

Reemplazamos y calculamos:

t(°C) = 400 - 273,16

t(°C) = 126,84

t = 126,84 °C

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Problema n° 6) Convertir 55 °F a grados Kelvin.

Desarrollo

Datos:

t = 55 °F

Fórmulas:

t(°F) = 1,8.t(°C) + 32 (1)

T(K) = t(°C) + 273,16 (2)

Solución

Primero convertimos 55 °F a °C aplicando la fórmula (1) y despejando "t(°C)":

1,8.t(°C) = t(°F) - 32

t(°C) = [t(°F) - 32]/1,8

Reemplazamos y calculamos:

t(°C) = (55 - 32)/1,8

t(°C) = 23/1,8

t(°C) = 12,78

Luego aplicamos la fórmula (2) para convertir de °C a K, reemplazamos y calculamos:

T(K) = 12,78 + 273,16

T(K) = 285,94

T = 285,94 K

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Problema n° 7) Pasar 240 K a Fahrenheit.

Desarrollo

Datos:

t = 240 K

Fórmulas:

T(K) = t(°C) + 273,16 (1)

t(°F) = 1,8.t(°C) + 32 (2)

Solución

Primero convertimos Kelvin a Celsius utilizando la fórmula (1) y despejando "t(°C)":

t(°C) = T(K) - 273,16

Reemplazamos y calculamos:

t(°C) = 240 - 273,16

t(°C) = -33,16

Luego convertimos de Celsius a Fahrenheit aplicando la ecuación (2):

t(°F) = 1,8.t(°C) + 32

Reemplazamos y calculamos:

t(°F) = 1,8.(-33,16) + 32

t(°F) = -59,688 + 32

t(°F) = -27,688

t = -27,69 °F

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Problema n° 8) Convertir -40 °C a Fahrenheit.

Desarrollo

Datos:

t = -40 °C

Fórmulas:

t(°F) = 1,8.t(°C) + 32

Solución

Aplicamos la fórmula, reemplazamos y calculamos:

t(°F) = 1,8.(-40) + 32

t(°F) = -72 + 32

t(°F) = -40

t = -40 °F

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