TAREA 6 de Fluídos y Termodinámica

1. En una placa de latón se ha taladrado un orificio de 1.0pulg de diámetro a una temperatura de 20^oC, ¿Cuál es el diámetro del orificio cuando se calienta la placa hasta una temperatura de 200^o?. Suponga que el coeficiente de dilatación permanece constante.

Resp: D = 1.0036 plg

2. Un anillo de acero de 3.000 pulg de diámetro interior a 20 ^oC se calienta y desliza sobre una varilla de latón cuyo diámetro es de 3.002 pulg a 20 ^oC. (a) ¿A qué temperatura debe calentarse el anillo ? (b) Si se enfrían el anillo y la varilla conjuntamente por algún procedimiento, por ejemplo con aire líquido, ¿a qué temperatura se desprenderá el anillo de la varilla ?

Resp: a) T = 75.6 ^oC,   b) -63.3 ^oC

3. A una temperatura de 20°C, el volumen de un determinado frasco de vidrio, hasta una marca de referencia, hecha en su cuello, es exactamente de 100 cm³. Se llena el frasco hasta ese punto con un líquido cuyo coeficiente de dilatación volumétrica es 120 x 10^-5 (C°)^-1, el frasco y el líquido están a 20°C. El coeficiente de dilatación lineal del vidrio es 8 x 10^-6(°C)^-1. La sección transversal del cuello es de 1mm² y puede considerarse constante. ¿Cuánto ascenderá o descenderá el líquido en el cuello cuando la temperatura llegue a 40°C ?

Resp: a) T = 235.2cm

4. Una barra de cobre y una barra de aluminio, cada una de 50cm de longitud a 25⁰C, se colocan sobre una misma línea recta, entre paredes de concreto. La separación entre las paredes es de 1.004 m. Exactamente a cuanto se debe elevar la temperatura para que las barras se pongan en contacto? (Suponga que la separación entre las paredes es independiente de la temperatura.)

Resp: T_f = 220 ^oC

5. La longitud de un puente de acero es de 2000pies.

a)     Si fuera de tramo continuo y estuviese fijo en un extremo y libre de movimiento en el      otro, ¿cuál sería el intervalo de movimiento aprox. del extremo libre entre un día frío (-20^oF) y un día caluroso (100^oF)?

b)      Si ambos extremos se fijaran rígidamente en el día caluroso, ¿cuál sería el esfuerzo en  el día frío? (ver tema 15.5 en el libro de texto, ver: esfuerzo térmico)

Resp: a) 1.6 pies;    b) s = 1.6 x 10⁸ Pa

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