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LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA
1) Explique la ley cero de la termodinámica y destaque las tres ideas afines que contiene esta ley.
2) El punto de ebullición del cobre es de 2300 °C; exprésese esta temperatura en:
a) Grados Kelvin.
b) Grados Rankine.
c) Grados Fahrenheit.
3) Una caja que contenía termómetros de la Academia de Florencia (1660) cuya escala es de 50°
fue encontrada en dicha ciudad en el año de 1829. Se observa que los 50° florentinos (Fl)
corresponden a 44 °R y que 0 °Fl= - 15 °R. encuéntrese una expresión para convertir grados de la
escala florentina a grados Kelvin (°K).
4) Un termómetro indica una temperatura t0 al fundirse hielo y a una temperatura tv cuando el agua
se convierte en vapor; las medidas anteriores fueron tomadas a una presión en mm de Hg.
Encuéntrese una expresión para cierta temperatura t de otra escala, y para cualquier lectura
intermedia ti del termómetro; considérese que el tubo del termómetro está dividido en volúmenes
iguales por la graduación de la escala. El punto de ebullición del agua a una presión de p en mm
de Hg en la escala de t.
5) Un termómetro de hidrógeno con un volumen constante Vo sufre un cambio de presión de Po mm
de Hg a P1 mm de Hg, al calentarse de θ = 0 °C a θ1. Encuéntrese la temperatura θ1 del gas si el
coeficiente de expansión volumétrica es β y el de compresibilidad isotérmica es k.
6) Dos termómetros idénticos, uno de mercurio y otro de aceite, tienen el mismo volumen a 0°C.
encuéntrese la razón de las longitudes l de una división correspondiente a 1 °C en la escala del
termómetro de mercurio y l1 de una división de la escala del termómetro de aceite. El coeficiente
de expansión volumétrica del mercurio es β, y del aceite β1 pudiéndose considerar constantes en
el intervalo de operación.
7) Un termómetro de mercurio se sumerge parcialmente en un baño cuya temperatura θ se desea
determinar. Cuando se le sumerge hasta la división n= 10 del vástago, indica t = 75,00 °C, y
cuando se le sumerge hasta la división n´ = 60, indica t´ = 75,25 °C. Deducir la temperatura θ
del baño en la escala de este termómetro de mercurio: se da la temperatura de la atmósfera
ta = 15,00 °C.
8) Un termómetro con una escala arbitraria (X) marca - 20 °X en el punto de fusión del hielo y
+90 °X en el punto de ebullición del agua. Calcular:
a) La temperatura Celsius correspondiente a 50 °X
b) La temperatura Fahrenheit correspondiente a – 10°X
9) Un termistor es un dispositivo para medir la temperatura cuya resistencia varía con ésta de forma
muy precisa, según una relación de tipo: R=R0eB/T
Si la resistencia es de 100kΩ a 0°C y 1kΩ a 100°C.
Calcule con estos datos:
Ayuda: d/dX (eu) = (eu)
du/dX
a) El valor de R a 50 °C
b) El coeficiente de temperatura, dR/dT, a 0 °C; 50 °C y 100 °C
10)Discútase el comportamiento a diferentes temperaturas entre 0 °C a 10 °C de un termómetro de
agua. ¿A qué temperaturas del termómetro se leerá lo mismo?
Úsese la fórmula:
V= 1- 0,00006165 t + 0.000007733 t2
Para el volumen V del agua como función de la temperatura t. considere al volumen en 0 °C
como 1.