En grados kelvin .
Una abrazadera circular de acero debe ajustar fuertemente alrededor de un tubo delgado de aluminio. El radio externo del tubo de aluminio es de 2.540 cm a 20℃. El radio interno de la abrazadera de acero es de 2.495 cm a 20℃.
A) ¿A qué temperatura debe calentarse la abrazadera de acero para que ajuste perfectamente sobre el tubo de aluminio, suponiendo que la temperatura del aluminio permanece constante?
B ) ¿A qué temperatura debe enfriarse el tubo de aluminio para que ajuste perfectamente en el interior de la abrazadera de acero, suponiendo que la temperatura del acero permanece constante?
Respuestas
Respuesta:
Explicación:
Para que la abrazadera ajuste perfectamente en el tubo de aluminio hay que calentar la abrazadera hasta 1523°C o enfriar el tubo a -747°C (lo cual excede el límite impuesto por el cero absoluto)
Explicación:
En este caso inducimos la dilatación o contracción térmica de uno de los dos elementos sean el tubo de aluminio o la abrazadera de acero para que entren perfectamente, tenemos que los coeficientes de dilatación del acero y del aluminio son:
Ahora si lo que vamos a hacer es calentar la brida para que entre perfectamente en el tubo de acero dejando este último a 20°C, tenemos que ir a la ecuación de expansión térmica:
La temperatura final de la brida es:
La otra forma de abordarlo es inducir la contracción térmica del tubo de aluminio, dejando la brida a 20°C, vamos a la ecuación de expansión térmica:
La temperatura final del tubo de aluminio es:
Temperatura imposible de alcanzar por exceder el límite que supone el cero absoluto.
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