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546 Capítulo 19 Temperatura
7. En una habitación que tiene una temperatura de 22°C a una
cinta de acero se le colocan marcas para indicar la longitud.
¿Las mediciones hechas con la cinta en un día en que la temperatura
es de 27°C son muy largas, muy cortas o precisas?
Defienda su respuesta.
8. Use una tabla periódica de los elementos (véase el apéndice C)
para determinar el número de gramos en un mol de a) hidrógeno,
que tiene moléculas diatómicas; b) helio; y c) monóxido
de carbono.
9. ¿Qué predice la ley del gas ideal acerca del volumen de una
muestra de gas a cero absoluto? ¿Por qué esta predicción es
incorrecta?
10. O Un globo de caucho se llena con 1 L de aire a 1 atm y 300
K y luego se pone en un refrigerador criogénico a 100 K. El
caucho permanece flexible mientras se enfría. i) ¿Qué ocurre
con el volumen del globo? a) Disminuye a 1 L. b) Disminuye a
6
1
L. c) Disminuye a 1> 3 L. d) Es constante. e) Aumenta.
3
ii) ¿Qué ocurre con la presión del aire en el globo? a) Disminuye
a 1 6 atm. b) Disminuye a 1 atm. c) Disminuye a
3 1> 3 atm.
d) Es constante. e) Aumenta.
11. O Dos cilindros a la misma temperatura contienen igual cantidad
de un tipo de gas. ¿Es posible que el cilindro A tenga tres
veces el volumen del cilindro B? Si es así, ¿qué puede concluir
acerca de las presiones que ejercen los gases? a) La situación
no es posible. b) Es posible, pero no se puede concluir nada
acerca de las presiones. c) Es posible sólo si la presión en A es
tres veces la presión en B. d) Las presiones deben ser iguales.
e) La presión en A debe ser un tercio que la presión de B.
12. O Elija cada respuesta correcta. La gráfica de presión con temperatura
en la figura 19.5 exhibe, ¿que para cada muestra de
gas? a) La presión es proporcional a la temperatura Celsius.
b) La presión es una función lineal de la temperatura. c) La
presión aumenta a la misma proporción que la temperatura.
d) La presión aumenta con la temperatura con una proporción
constante.
13. O Un cilindro con un pistón contiene una muestra de un gas
ligero. El tipo de gas y el tamaño de la muestra pueden cambiar.
El cilindro se coloca en diferentes baños de temperatura
constante y el pistón se mantiene en diferentes posiciones.
Clasifique los siguientes casos de mayor a menor de acuerdo
con la presión del gas, y muestre cualquier caso de igualdad.
a) Una muestra de 2 mmoles de oxígeno se mantiene a 300 K
en un contenedor de 100 cm 3 . b) Una muestra de 2 mmoles
de oxígeno se mantiene a 600 K en un contenedor de 200 cm 3 .
c) Una muestra de oxígeno de 2 mmoles se mantiene a 600 K
en un contenedor de 300 cm 3 . d) Una muestra de 4 mmoles
de helio se mantiene a 300 K en un contenedor de 200 cm 3 .
e) Una muestra de 4 mmoles de helio se mantiene a 250 K en
un contenedor de 200 cm 3 .
14. El péndulo de cierto reloj se fabrica de latón. Cuando la temperatura
aumenta, ¿el periodo del reloj aumenta, disminuye
o permanece igual? Explique.
15. Un radiador de automóvil se llena hasta el borde con agua
cuando el motor está frío. ¿Qué ocurre con el agua cuando
el motor está en operación y el agua se lleva a temperatura
alta? ¿Qué tienen los automóviles modernos en sus sistemas
de enfriamiento para evitar la pérdida de refrigerante?
16. Las tapas metálicas en los frascos de vidrio con frecuencia se
aflojan al pasar agua caliente sobre ellas. ¿Por qué funciona
esto?
17. Cuando el anillo metálico y la esfera de metal de la figura
P19.17 están a temperatura ambiente, la esfera apenas puede
pasar por el anillo. Después de que la esfera se calienta en una
flama, no puede pasar por el anillo. Explique. ¿Qué pasaría si?
¿Y si el anillo se caliente y la esfera se deja a temperatura ambiente?
¿La esfera pasa a través del anillo?
©Thomson Learnimg/Charles D. Winters
Figura P19.17
Problemas
1. Un termómetro de gas a volumen constante se calibra en hielo
seco (dióxido de carbono en evaporación en el estado sólido,
con una temperatura de 80.0°C) y en alcohol etílico en ebullición
(78.0°C). Las dos presiones son 0.900 atm y 1.635 atm.
a) ¿Qué valor Celsius de cero absoluto produce la calibración?
¿Cuál es la presión en b) el punto de congelación del agua y
c) el punto de ebullición del agua?
2. La diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de
un motor de automóvil es de 450°C. Exprese esta diferencia de
temperatura en a) la escala Fahrenheit y b) la escala Kelvin.
3. El nitrógeno líquido tiene un punto de ebullición de
195.81°C a presión atmosférica. Exprese esta temperatura
a) en grados Fahrenheit y b) en kelvins.
4. El punto de fusión del oro es 1 064°C, y su punto de ebullición
es 2 660°C. a) Exprese estas temperaturas en kelvins. b) Calcule
la diferencia entre estas temperaturas en grados Celsius y en
kelvins.
Nota: La tabla 19.1 está disponible para usarla en la resolución
de problemas en esta sección.
5. Un alambre telefónico de cobre en esencia no tiene comba
entre postes separados 35.0 m en un día de invierno cuando la
2 intermedio; 3 desafiante; razonamiento simbólico; razonamiento cualitativo