Biofísica Segundos Parciales 2025

 Segundos Parciales  2025

Julio 2025

Tema  A4  - Catedra Silva

1. https://noemifisica.blogspot.com/2026/01/biofisica-2-p-jul-25-ta4-1-termodinamica.html

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

7. 

Indice

https://noemifisica.blogspot.com/2020/05/biofisica-53-indice.html

Biofísica 2 P Jul 25 TA4 - 1. Termodinámica

En un recipiente adiabático ideal que contiene agua a 22°C se introducen 200 gr de un metal fundido que se encuentra a 327° C. La evolución de la temperatura del metal en función del calor intercambiado se muestra en la figura

 

 

a.     ¿Cuál es el calor especifico del metal en estado sólido?

 

Q = ces ms (Te – Ts)

 

Donde

Q = calor cedido por el metal solido = 2900 cal – 1100 cal = 1800 cal

ces = calor especifico del metal

ms = masa del metal = 200 gr

Te = temperatura de equilibrio = 27 °C

Ts = temperatura del metal solido = 327 °C

 

Reemplazando y despejando ces

ces = - 1800 cal / (200 gr (27 °C – 327°C) = 0,03 cal/gr.°C

 

b.     Que cantidad de agua contiene el recipiente si la temperatura de equilibrio es 27°C

 

Q = cea ma (Te – Ta)

 

Donde

Q = calor cedido por el metal = 2900 cal

cea = calor especifico del agua = 1 cal/gr.°C

ma = masa de agua

Te = temperatura de equilibrio = 27 °C

Ta = temperatura inicial del agua = 22 °C

 

Reemplazando y despejando ces

ma = 2900 cal / (1 cal/gr.°C (27 °C – 22 °C) = 580 gr

 

 

Biofísica 1 P May 25 TB1 - 7. Fluidos

El grafico representa la presión manométrica en función de la altura dentro de un líquido desconocido en equilibrio cerca de la superficie terrestre. La densidad del fluido es:

 

□ 0,15 gr/cm3	□ 1000 gr/cm3	□ 1,00 gr/cm3
■ 0,82 gr/cm3	□ 1,50 gr/cm3	□ 8,20 gr/cm3

  

ΔPAB = δ g Δh

 

Donde

ΔPAB = variación la presión manométrica = PB – PA

PA = presión manométrica en A = 0,92 kPa = 920 Pa

PB = presión manométrica en B = 2,15 kPa = 2150 Pa

δ = densidad del liquido

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

Δh = diferencia de profundidades = hA – hB

hA = altura en A = 24 cm = 0,24 m (desde el fondo)

hB = altura en B = 9 cm = 0,09 m (desde el fondo)

 

Reemplazando y despejando δ

δ = (PB – PA) / (g (hA – hB)) =  

δ = (2150 Pa – 920 kPa) / (10 m/s² (0,24 m - 0,09 m)) = 820 kg/m³ = 0,82 gr/cm³

Biofísica 1 P May 25 TB1 - 6. Fluidos

 En el esquema las resistencias hidrodinámicas adoptan un valor de RB = 9000 Pa.s/m³ y RC = 6000 Pa.s/m³

Calcular la potencia total disipada por el fluido al circular por la tubería sabiendo que el caudal en RB = 0,1 m³/s

 

 

□ 60 W	□ 90 W	□ 135 W
□ 180 W	□ 200 W	■ 225 W

 

 ∆P = Q R

 

Donde

∆P = variación de la presión

Q = caudal

R = resistencia hidrodinámica

 

Aplicando en ambas resistencias

Resistencia B:  ∆PB = QB RB

Resistencia C:  ∆PC = QC RC

 

Donde

∆PB = ∆PC = variación de presión

QB = caudal en B = 0,1 m³/s

QC = caudal en C

RC = resistencia C = 6000 Pa.s/m³

  

Reemplazando en la resistencia B

∆PB = QB RB = 0,1 m³/s 9000 Pa.s/m³  = 900 Pa  

 

Reemplazando en la resistencia C y despiojando QC

QC = ∆PC / RC = 900 Pa / 6000 Pa.s/m³ = 0,15 m³/s

 

Pot = Q^2 R

 

Donde

Pot = potencia

Q = caudal total = QB + QC

R = resistencia total = 1 / (1 / RB + 1 / RC)

 

Reemplazando

Q = 0,1 m³/s + 0,15 m³/s = 0,25 m³/s

R = 1 / (1 / 9000 Pa.s/m³ + 1 / 6000 Pa.s/m³ ) = 3600 Pa.s/m³

 

Reemplazando end Pot

Pot = (0,25 m³/s)^2 3600 Pa.s/m³ = 225 W

 

 

Biofísica 1 P May 25 TB1 - 5. Cinemática

 Un cuerpo se mueve por un camino rectilíneo. El grafico indica su posición en función de tiempo, indique la única afirmación correcta:

 

 

0 < t < 6 min

 

Ecuaciones horarias

 x1 = xo + vo t1 + 1/ 2 a1 t1^2

v1 = vo + a1 t1

 

Donde

xo = posición inicial = 30 m

x1 = posición  final (t1 = 6 min) = 15 m

vo = velocidad inicial = 0 (pendiente de la recta en t = 0 es horizontal)

a1 = aceleración < 0  (concavidad de la curva es negativa)

v1 = velocidad final (t1 = 6 min)

t1 = tiempo final = 6 min (60 seg / 1 min) = 360 seg

 

Reemplazando en la ecuación de la posición y despejando a1

a1 = 2 (x – xo) / t1^2 = 2 (15 m – 30 m) / (360 seg)^2 = - 2,31 x 10^-4 m/s²

 

Reemplazando en la ecuación de la velocidad

v1 = a1 t1 = - 2,31 x 10^-4 m/s² 360 seg = - 0,083 m/s

 

6 min < t < 12 min

 

Ecuaciones horarias

x2 = x1 + v1 (t2 – t1) + 1/ 2 a2 (t2 – t1)^2

v2 = v1 + a2 (t2 – t1)

 

Donde

x2 = posición  final (t2 = 12 min) = 0 m

v2 = velocidad final (t2 = 12 min) = 0 (pendiente de la recta en t2 = 12 min es horizontal)

a2 = aceleración >  0  (concavidad de la curva es positiva)

t2 = tiempo final = 12 min (60 seg / 1 min) = 720 seg

 

Reemplazando en la ecuación de la posición y despejando a1

a2 = 2 (x2 – x1 – v1 (t2 – t1)) / (t2 – t1)^2 =

a2 = 2 (0 – 15 m – (- 0,083 m/s)(720 seg – 360 seg))) / (720 seg - 360 seg)^2 =

a2 =  2,31 x 10^-4 m/s²

 

 

□ La rapidez disminuye todo el tiempo durante los primeros 12 min

Falso

 

0 < t < 6 min

vo = 0 y a1 < 0 à v(t) aumenta

 

6 min < t < 12 min

v1 < 0 y a2 > 0 à v(t)  disminuye

 

 

□ La fuerza resultante sobre el cuerpo es constante

Falso

 

0 < t < 6 min

a1 < 0 à F1 = m a1 < 0

 

6 min < t < 12 min

a2 > 0 à F2 = m a2 > 0

 

 

□ El cuerpo disminuye su rapidez durante los 6 min, se detiene y luego comienza a moverse cada vez más rápido

Falso

 

El móvil está detenido en t = 0 y en t = 12 min.

En t = 6 min à v1 = - 0,083 m/s ≠ 0

 

 

□ La fuerza resultante sobre el cuerpo nunca cambia de sentido

Falso

 

0 < t < 6 min

a1 < 0 à F1 = m a1 < 0

 

6 min < t < 12 min

 a2 > 0 à F2 = m a2 > 0

 

■ El cuerpo aumenta se rapidez durante los primeros 6 min y luego frena hasta detenerse en t = 12 min

Verdadero

 

0 < t < 6 min

vo = 0 y a1 < 0 à v(t) aumenta

 

6 min < t < 12 min

v1 < 0 y a2 > 0 à v(t)  disminuye

v2(t2 = 12 min) = 0

 

 

□ En t = 6 min la velocidad cambia de sentido

Falso

 

En t = 6 min à v1 = - 0,083 m/s ≠ 0

 

 

 

Biofísica 1 P May 25 TB1 - 4. Fluido

El tubo en forma de “U” de la figura tiene ambos extremos abiertos y contiene dos líquidos inmiscibles en equilibrio de densidades δ1 = 1000 kg/m³ y δ2 = 1200 kg/m³.

Si ∆h1 = 12 cm, el desnivel H entre los puntos A y B es igual:

 

 

■ 2 cm	□ 4 cm	□ 6 cm
□ 8 cm	□ 10 cm	□ 12 cm

 

La presión en los puntos de la línea verde en ambas ramas es igual

 

PI = Patm + δ1 g ∆h1

PD = Patm + δ2 g (∆h1 – H)

 

Donde

PI = presión rama izquierda

Patm = presión atmosférica

δ1 = densidad del líquido 1 = 1000 kg/m³

δ2 = densidad del líquido 2 = 1200 kg/m³

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

∆h1 = altura del líquido 1 = 12 cm = 0,12 m

H = diferencia de alturas entre los líquidos

 

reemplazando e igualando

Patm + δ1 g ∆h1 = Patm + δ2 g (∆h1 – H)

 

Despejando H

H = (δ2 g ∆h1 – δ1 g ∆h1) / (δ2 g) = ∆h1 (δ2 – δ1) / δ2

H = 0,12 m (1200 kg/m³ -  1000 kg/m³⁾   / 1200 kg/m³ = 0,02 m = 2 cm

 

 

Biofísica 1 P May 25 TB1 - 3. Fluido

Un fluido ideal (δ = 1,2 gr/cm³) avanza a 10 cm/s en un plano horizontal por un caño cilíndrico de 40 cm² de sección transversal (entrada) que luego se bifurca en 5 caños iguales de 5 cm² de sección transversal cada uno (salida). Calcular:

 

a.     Velocidad del líquido en cada uno de los 5 caños.

 

Q = Ve Se = Vs Ss (ecuación de continuidad)

 

Donde

Q = caudal

Ve = velocidad de entrada = 10 cm/s

Se = sección transversal = 40 cm²

Vs = velocidad de salida

Ss = sección de salida = N S

N = cantidad de calos = 5

S = sección de un caño = 5 cm²

 

Reemplazando y despejando Vs

Vs = Ve Se / (N S) = 10 cm/s 40 cm² / (5 * 5 cm² ) = 16 cm/s

 

 b.     La diferencia de presión entre la entrada y la salida estableciendo donde es mayor

 

Pe + 1/ 2 δ Ve^2 = Ps + 1/ 2 δ Vs^2 (ecuación de Bernoulli)

 

Donde

Pe = presión de entrada

Ps = presión de salida

δ = densidad del fluido ideal = 1,2 gr/cm³

 

Reemplazando y despejando Pe – Ps

Pe - Ps = 1/ 2 δ Vs^2 - 1/ 2 δ Ve^2

Pe - Ps = 1/ 2 * 1,2 gr/cm³  ((16 cm/s)^2 – (10 m/s)^2) = 93,6 Pa

 

Pe > Ps