jueves, 19 de febrero de 2026

Biofísica 2 P CISALE Jul 25 – 7 Termodinámica

Una máquina de vapor recibe 1300 kJ de calor desde una fuente caliente a 500 K y entrega 800 kJ de calor a una fuente fría a 300 K por cada ciclo de trabajo. Calcule la variación de entropía del universo luego de 5 ciclos, expresarla en J/K

 

∆Su = ∆Sc + ∆Sf + ∆Sm

 

Donde

∆Su = variación de la entropía del universo

∆Sc = variación de la entropía de la fuente caliente = - 5  Qc / Tc

Qc = calor cedido por la fuente caliente = 1300 kJ

Tc = temperatura de la fuente caliente = 500 K

∆Sf = variación de la entropía de la fuente fría = 5 Qf / Tf

Qf = calor recibido por la fuente fría = 800 kJ

Tf = temperatura de la fuente fría = 300 K

∆Sm = variación de la entropía de la maquina = 0 (ciclo)

 

Reemplazando

∆Su = - 5 * 1300 kJ / 500 K + 5 * 800 kJ / 300 K = 0,33 kJ/K = 333 J/K

 

 

miércoles, 18 de febrero de 2026

Biofísica 2 P CISALE Jul 25 – 6 Termodinámica

El paño de vidrio de una ventana de 2,8 m de alto, 3 m de ancho y 1,5 cm de espesor, transmite 120 kcal/min hacia el exterior. Sabiendo que la temperatura interior es de 22 °C, determine la temperatura exterior.

Dato: kvidrio = 0,8 kcal/h.m.°C

 

Q/t = - k A (Tf – Tc) / e (Ley de Fourier)

 

Donde

Q/t = flujo de calor = 120 kcal/min (60 min/1 h) = 7200 kcal/h

k = constante de conductividad del vidrio = 0,8 kcal/h.m.°C

A = área del paño de vidrio = 2,8 m x 3 m = 7,5 m2

Tf = temperatura fría = temperatura exterior (“… trasmite hacia el exterior …”)  

Tc = temperatura caliente = temperatura interior = 22 °C

e = espesor = 1,5 cm = 0,015 m

 

Reemplazando y despejando Tf

Tf = Tc -  Q/t e / (k A)

Tf = 22 °C – 7200 kcal/h 0,015 m / (0,8 kcal/h.m.°C 7,5 m2) = 4 °C

 

martes, 17 de febrero de 2026

Biofísica 2 P CISALE Jul 25 – 5 Termodinámica

Un dispositivo similar al utilizando por Joule en su experiencia sobre el equivalente mecánico del calor contiene 2 dm3 de un líquido. Si se dejan caer 2 pesas 60 veces desde una altura de 80 cm haciendo que la temperatura del líquido aumenta en 1,1 K, determine el peso (en Newton) de cada una de las pesas.

Datos:  Ce liq = 1,3 cal/gr°C; densidad del líquido = 1,2 kg/lt; g = 9,8 m/s2; 4,184 J = 1 cal

 

Q = W

 

Donde

Q = calor intercambiado

W = trabajo


Q =  ce ml ∆t


donde

ce = calor especifico = 1,3 cal/gr°C

ml = masa del líquido = δ V

δ = densidad = 1,2 kg / lt (1000 gr / 1 kg) = 1200 gr/lt

V = Volumen = 2 dm3 = 2 lt

∆t = aumento de la temperatura = 1,1 K


Reemplazando

Q = ce δ V ∆t = 1,3 cal/ gr °C 1200 gr/lt 2 lt 1,1 K = 3432 cal (4,184 J / 1 cal) = 14360 J


W =  2 N mp g h


donde

N = número de veces = 60

mp = masa de las pesas

g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s2

h = altura = 80 cm = 0,80 m

 

Reemplazando y despejando mp

mp = Q / (2 * N g h)

mp = 14360 J / (2 * 60 * 9,8 m/s2 0,80 m) = 15,26 gr

 

 

lunes, 16 de febrero de 2026

Biofísica 2 P CISALE Jul 25 – 4 Termodinámica

Un gas ideal que ocupa un volumen de 6 lt a una presión de 4 atm (estado A), se comprime reversiblemente e isotérmicamente hasta reducir su volumen a la mitad (estado B). Calcule el calor del gas en la evolución AB.

Datos: R = 0,082 atm.lt/K.mol = 8,31 J/K.mol; 1 cal = 4,184 J

 

∆U = Q – L

 

Donde

∆U = variación de la energía interna = 0 (proceso isotérmico)

Q = calor intercambiado

L = trabajo = n R T ln (VB/VA)

n R T = PA VA (ecuación de estado)

PA = presión en el estado A = 4 atm

VA = volumen en el estado A = 6 lt

VB = volumen en el estado B = VA / 2 = 6 lr /2 = 3 lt

 

Reemplazando y despejando Q

Q = PA VA ln (VB / VA) = 4 atm 6 lt ln (3 lt / 6 lt) = -16,64 lt.atm

Q = -16,64 lt.atm (8,31 J / 0,082 atm.lt) (1 cal / 4,184 J) = - 403 cal

 

 

Biofísica 2 P CISALE Jul 25 – 4 Termodinámica

 

Un gas ideal que ocupa un volumen de 6 lt a una presión de 4 atm (estado A), se comprime reversiblemente e isotérmicamente hasta reducir su volumen a la mitad (estado B). Calcule el calor del gas en la evolución AB.

Datos: R = 0,082 atm.lt/K.mol = 8,31 J/K.mol; 1 cal = 4,184 J

 

 

∆U = Q – L

 

Donde

∆U = variación de la energía interna = 0 (proceso isotérmico)

Q = calor intercambiado

L = trabajo = n R T ln (VB/VA)

.n R T = PA VA (ecuación de estado)

PA = presión en el estado A = 4 atm

VA = volumen en el estado A = 6 lt

VB = volumen en el estado B = VA / 2 = 6 lr /2 = 3 lt

 

Reemplazando y despejando Q

Q = PA VA ln (VB / VA) = 4 atm 6 lt ln (3 lt / 6 lt) = -16,64 lt.atm

Q = -16,64 lt.atm (8,31 J / 0,082 atm.lt) (1 cal / 4,184 J) = - 403 cal

 

 

domingo, 15 de febrero de 2026

Biofísica 2 P CISALE Jul 25 – 3 Termodinámica

Un termo ideal contiene 2,5 lt de jugo a 15°C. Determine el calor especifico de jugo (expresado en cal/gr.°C) sabiendo que, si se extraen 120 kJoules de calor, su temperatura disminuye en 10 °C

Datos: Densidad jugo: 1,1 kg/lt; 1 cal = 4,184 J


Q = ce m ∆t

 

Donde

Q = calor cedido = - 120 kJ = - 120000 J (1 cal /4,184 J) = - 28681 cal

ce = calor especifico

m = masa = δ V

δ = densidad = 1,1 kg / lt (1000 gr/ 1 kg) = 1100 gr/lt

V = Volumen = 2,5 lt

 ∆t = variación de temperatura = - 10 °C

 

Reemplazando y despejando ce

ce = - 28681 cal / (1100 gr/ lt 2,5 lt (-10 °C)) = 1,05 cal/gr°C

 

sábado, 14 de febrero de 2026

Biofísica 2 P CISALE Jul 25 – 2 Electricidad

Marque la opción correcta en elación a los conceptos estudiados sobre potencial de acción de una neurona:

 

 

a)     En el primer tercio de la repolarización los canales voltaje dependientes para el sodio se encuentran cerrados e inactivos.

 

b)    En el primer tercio de la repolarización los canales voltaje dependientes para el sodio se encuentran cerrados pero pueden ser abiertos por un estímulo supraumbral.

 

c)     En el primer tercio de la repolarización los canales voltaje dependientes para el sodio se encuentran abiertos.

 

X

d)    En el último tercio de la repolarización los canales voltaje dependientes para el sodio se encuentran cerrados pero pueden ser abiertos por un estímulo supraumbral.

 

e)     En el último tercio de la repolarización los canales voltaje dependientes para el sodio se encuentran cerrados pero pueden ser abiertos por un estímulo umbral

 

 

Primer tercio de la repolarización

“    Durante este período es imposible que la membrana responda a una segunda sin importar lo intensa que sea ésta.  “

 

Último tercio de la repolarización

“ … Se caracteriza por necesitar n estimulo supraumbral para generar un potencial de acción, debido a que el umbral de reacción es mayor.. “

 

 

Fuente: FISICA BIOLOGICA VETERINARIA. Humberto Cisale