9 ejemplos de preguntas de expansión
1. Una lámina de acero a una temperatura de 20 ° C tiene las dimensiones que se muestran en la figura. Si el coeficiente de dilatación lineal del acero es 10⁻⁵ ° C⁻¹ , entonces el aumento de área a una temperatura de 60 ° C es...
A. 0,08 cm2
B. 0,16 cm²
C. 0,24 cm 2
D. 0,36 cm 2
E. 0,64 cm 2
Discusión
Se sabe que :
Longitud del acero = 40 cm
Ancho del acero = 20 cm
Área inicial del acero (A o ) = (40)(20) = 800 cm 2
El coeficiente de dilatación lineal (α) del acero es = 10⁻⁵ ° C⁻¹
Coeficiente de expansión del área (β) = 2 x coeficiente de expansión de la longitud (2α) = 2 x 10⁻⁶ ° C⁻¹
Diferencia de temperatura (ΔT) = 60 ° C – 20 ° C = 40 ° C
Pregunta : Aumento del área del acero a una temperatura de 60 ° C.
Respuesta :
Fórmula de expansión de área :
ΔA = β A o ΔT
Descripción de la fórmula:
ΔA = aumento de área, β = coeficiente de expansión de área, A₀ = área inicial, ΔT = cambio de temperatura = temperatura final – temperatura inicial
Aumento de la superficie de acero :
ΔA = β A o ΔT
ΔA = (2 x 10 -5 )(800)(40) = 0,64 cm
La respuesta correcta es E.
2. Una placa de hierro a una temperatura de 20 ° C tiene las dimensiones que se muestran en la figura. Si la temperatura aumenta a 100 ° C y el coeficiente de dilatación lineal del hierro es 1,1 x 10⁻⁷ ° C⁻¹ , entonces su área será ahora...
A. 4,0000106 m2
B. 4,0000140 m 2
C. 4,0000376 m 2
D. 4,0000704 m 2
E. 4,0000726 m 2
Discusión
Se sabe que :
Longitud del hierro = 2 m
Ancho de hierro = 2 m
Área inicial del hierro (A o ) = (2)(2) = 4 m 2
El coeficiente de dilatación lineal (α) del hierro es igual a 1,1 x 10⁻⁷ ° C⁻¹.
Coeficiente de expansión del área (β) = 2 x coeficiente de expansión de la longitud (2α) = 2,2 x 10⁻⁶ ° C⁻¹
Diferencia de temperatura (ΔT) = 100 ° C – 20 ° C = 80 ° C
Pregunta : El área de hierro a una temperatura de 100 ° C
Respuesta :
Aumento de la superficie de hierro :
ΔA = β A o ΔT
ΔA = (2,2 x 10⁻⁷ ) (4)(80) = 704 x 10⁻⁷ = 0,0000704 m²
Zona de hierro :
Área de hierro = área inicial + aumento de área
Área de hierro = 4 m² + 0,0000704 m²
Área de hierro = 4,0000704 m²
La respuesta correcta es D.
3. Una placa de bronce (α = 18 × 10⁻⁶ ° C⁻¹ ) a una temperatura de 0 ° C tiene las dimensiones que se muestran en la imagen. Si la placa se calienta a 80 ° C, entonces el aumento de su área es...
A. 0,576.10-4 m2
B. 1,152.10⁻⁴ m²
C. 2,304.10⁻⁴ m²
D. 3,456.10 -4 m 2
E. 4,608.10 -4 m 2
Discusión
Se sabe que :
Longitud del bronce = 40 cm = 0,4 metros
Ancho del bronce = 20 cm = 0,2 metros
Área inicial del bronce (A o ) = (0,4)(0,2) = 0,08 m 2
El coeficiente de dilatación lineal (α) del bronce = 18 x 10⁻⁶ ° C⁻¹
Coeficiente de expansión del área (β) = 2 x coeficiente de expansión de la longitud (2α) = 36 x 10⁻⁶ ° C⁻¹
Diferencia de temperatura (ΔT) = 80 ° C – 0 ° C = 80 ° C
Pregunta : Aumento del área del bronce a una temperatura de 80 ° C.
Respuesta :
Aumento de la zona de bronce :
ΔA = β A o ΔT
ΔA = (36 x 10 -6 )(0,08)(80) = 230,4 x 10 -6 = 2,304 x 10 -4 m 2
La respuesta correcta es C.
4. Un recipiente de aluminio de 2000 cm3, lleno de agua a una temperatura inicial de 0oC. Luego, el recipiente se calienta hasta que la temperatura sea de 90oC. Si el coeficiente de dilatación lineal del aluminio es 24 x 10-6 (oC)-1 y el coeficiente de expansión volumétrica del agua es 6,3 x 10-4 (oC)-1, el volumen de agua derramada fue…
A. 100,94 cm 3
B. 100,84 cm²
C. 100,64 cm 3
D. 100,54 cm 3
E. 100,44 cm 3
Discusión
Se sabe que:
Volumen inicial del recipiente de aluminio y agua (V o ) = 2000 cm 3 = 2 x 10 3 cm 3
Temperatura inicial del recipiente de aluminio y del agua (T 1 ) = 0 ° C
Temperatura final del recipiente de aluminio y del agua (T2 ) = 90 ° C
El coeficiente de dilatación lineal del aluminio (α) = 24 x 10⁻⁶ ( ° C ) ⁻¹
Coeficiente de dilatación volumétrica del aluminio (γ) = 3α = 3 (24 x 10⁻⁶ ( ° C ) ⁻¹ ) = 72 x 10⁻⁶ ° C⁻¹
Coeficiente de expansión volumétrica del agua (γ) = 6,3 x 10⁻⁴ ( ° C ) ⁻¹
Pregunta: Volumen de agua derramada
Respuesta :
Fórmula de expansión de volumen:
V = V o + γ V o ΔT
V – V o = γ V o ΔT
ΔV = γ V o ΔT
Informacion:
V = volumen final, V o = volumen inicial, ΔV = cambio de volumen, γ = coeficiente de expansión volumétrica, ΔT = cambio de temperatura.
Calcula el cambio de volumen del recipiente de aluminio:
ΔV = γ V o ΔT = (72 x 10 -6 )(2 x 10 3 )(90) = 12960 x 10 -3 = 12,960 cm 3
Calcula el cambio en el volumen del agua:
ΔV = γ V o ΔT = ( 6,3 x 10⁻⁴ )(2 x 10³ ) (90) = 1134 x 10⁻¹ = 113,4 cm³
El cambio en el volumen de agua es mayor que la capacidad del recipiente de aluminio, por lo que parte del agua se derrama.
Calcula el volumen de agua derramada:
113,4 cm³ – 12,960 cm³ = 100,44 cm³
La respuesta correcta es E.
5. Una barra de metal se calienta a una temperatura de 80 ° C y su longitud se convierte en 115 cm. Si el coeficiente de dilatación lineal del metal es 3.10⁻³ ° C⁻¹ y la temperatura inicial del metal es de 30 ° C , entonces la longitud inicial del metal es…
A. 100 cm
B. 101,5 cm
C. 102 cm
D. 102,5 cm
E. 103 cm
Discusión
Se sabe que:
Temperatura inicial (T1) = 30oC
Temperatura final (T2) = 80oC
Cambio de temperatura (ΔT) = 80oC - 30oC = 50oC
El coeficiente de dilatación lineal del metal (α) = 3.10-3 oC-1
Longitud final del metal (L) = 115 cm
Requerido: Longitud inicial del metal (Lo)
Respuesta :
Fórmula de expansión de longitud:
L = Lo + ΔL
L = Lo + α Lo ΔT
L = Lo (1 + α ΔT)
115 = Lo (1 + (3.10-3.50) )
115 = Lo (1 + (150.10-3))
115 = Lo (+ 1 0,15)
115 = Lo (1,15)
Lo = 115 / 1,15
Lo = 100 cm
La respuesta correcta es A.
6. Una varilla de latón tiene inicialmente 40 cm de longitud. Al calentarse a una temperatura de 80 ° C, su longitud se convierte en 40,04 cm. Si el coeficiente de dilatación lineal del latón es 2,0 x 10⁻⁵ ° C⁻¹ , entonces la temperatura inicial de la varilla de latón es…
A. 20 oC
B. 22 oC
C. XNUM oC
D. 30 oC
E. 50 oC
Discusión
Se sabe que:
Temperatura final (T2) = 80oC
Longitud inicial (Lo) = 40cm
Longitud final (L) = 40,04 cm
Aumento de longitud (ΔL) = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm
El coeficiente de dilatación lineal del latón (α) = 2,0 x 10-5 oC-1
Preguntado: Temperatura inicial (T1)
Respuesta :
Fórmula de expansión del metal:
L = Lo + α Lo ΔT
L – Lo = α Lo ΔT
ΔL = α Lo ΔT
ΔL = α Lo (T2 - T1)
0,04 = (2,0 x 10-5) (40)(80 – T1)
0,04 = (80 x 10-5)(80 – T1)
0,04 = 0,0008 (80 – T1)
0,04 = 0,064 – 0,0008 T1
0,0008 T1 = 0,064 - 0,040
0,0008 T1 = 0,024
T1 = 30oC
La respuesta correcta es D.
7. Una lámina de acero a una temperatura de 20oC tiene las dimensiones que se muestran en la imagen. Si el coeficiente de dilatación lineal del acero es 10-5 oC-1 luego el aumento de área a una temperatura de 60oC es…
A. 0,08 cm2
B. 0,16 cm2
C. 0,24 cm2
D. 0,36 cm2
E. 0,64 cm2
Discusión
Esta pregunta está relacionada con expansión.
Es conocida :
Longitud del acero = 40 cm
Ancho del acero = 20 cm
Área de acero inicial (Ao) = (40)(20) = 800 cm2
El coeficiente de dilatación lineal (α) del acero = 10-5 oC-1
Coeficiente de expansión del área (β) = 2 x coeficiente de expansión de la longitud (2α) = 2 x 10-5 oC-1
Diferencia de temperatura (ΔT) = 60oC - 20oC = 40oC
Preguntó : Aumento del área del acero a una temperatura de 60oC
Mandíbula :
Fórmula de expansión de área :
ΔA = β Ao ΔT
Descripción de la fórmula:
ΔA = aumento del área, β = coeficiente de expansión del área, Ao = área inicial, ΔT = cambio de temperatura = temperatura final – temperatura inicial
Aumento de la superficie de acero :
ΔA = β Ao ΔT
ΔA = (2 x 10-5(800)(40) = 0,64 cm
La respuesta correcta es E.
8. Placa de hierro a una temperatura de 20oC tiene las dimensiones que se muestran en la imagen. Si Suhuse elevó a 100oC y el coeficiente de expansión lineal del hierro es 1,1 x 10-7 oC-1, entonces la zona ahora se convierte en…
A. 4,0000106 m2
B. 4,0000140 m2
C. 4,0000376 m2
D. 4,0000704 m2
E. 4,0000726 m2
Discusión
Es conocida :
Longitud del hierro = 2 m
Ancho de hierro = 2 m
El área inicial de hierro (Ao) = (2)(2) = 4 m2
El coeficiente de dilatación lineal (α) del hierro = 1,1 x 10-7 oC-1
Coeficiente de expansión del área (β) = 2 x coeficiente de expansión de la longitud (2α) = 2,2 x 10-7 oC-1
Diferencia de temperatura (ΔT) = 100oC - 20oC = 80oC
Preguntó : El área de hierro a una temperatura de 100oC
Mandíbula :
Aumento de la superficie de hierro :
ΔA = β Ao ΔT
ΔA = (2,2 x 10-7)(4)(80) = 704 x 10-7 = 0,0000704 m2
Zona de hierro :
Área de hierro = área inicial + aumento de área
Área de hierro = 4 m2 + 0,0000704 m2
Área de hierro = 4,0000704 m2
La respuesta correcta es D.
9. Una placa está hecha de bronce (α = 18.10-6 oC-1) a una temperatura de 0oC tiene el tamaño que se muestra en la imagen. Si la placa se calienta a 80 oC, entonces el aumento en el área de la placa es...
A. 0,576.10-4 m2
B. 1,152.10-4 m2
C. XNUM-4 m2
D. 3,456.10-4 m2
E. 4,608.10-4 m2
Discusión
Es conocida :
Longitud del bronce = 40 cm = 0,4 metros
Ancho del bronce = 20 cm = 0,2 metros
El área inicial de bronce (Ao) = (0,4)(0,2) = 0,08 m2
El coeficiente de dilatación lineal (α) del bronce = 18 x 10-6 oC-1
Coeficiente de expansión del área (β) = 2 x coeficiente de expansión de la longitud (2α) = 36 x 10-6 oC-1
Diferencia de temperatura (ΔT) = 80oC - 0oC = 80oC
Preguntó : Aumento del área de bronce a una temperatura de 80oC
Mandíbula :
Aumento de la zona de bronce :
ΔA = β Ao ΔT
ΔA = (36 x 10-6)(0,08)(80) = 230,4 x 10-6 = 2,304 x 10-4 m2
La respuesta correcta es C.
Fuente de la pregunta:
Preguntas del examen nacional de física para la escuela secundaria superior/escuela secundaria vocacional
