Biofísica 1 P CISALE May 25 T1– 6 Fluidos

Seleccione la única opción correcta.

Un líquido ideal circula por una tubería de sección variable como se muestra en la figura. Sabiendo que cumple con la ecuación de continuidad puede afirmar que:

Referencias: r: radio; S: sección; V: velocidad.

Datos: r1= 2 cm; r2= r3= r4 = r5= 1 /2 r1.  

 

    

 

□ V1 > V2 = V4 = V5

□ V1 < V2 = V3 = V5

■ V1 < V5 < V3 = V4

□ V1 < V2 = V3 < V5

□ V1 < V 2 = V4 > V5

 

 Q = V1 S1 = V2 S2 + V3 S3 + V4 S4 = V5 S5 (ecuación de continuidad)

 

Donde

Q = caudal

V1, V2, V3 y V4 = velocidad de cada tramo 

S1 = sección en el tramo 1 = π r1^2

r1 = radio del tramo 1 = 2 cm

S2 = sección en el tramo 2 = π r2^2

r2 = radio del tramo 2 = 1/2 r1 

S3 = sección en el tramo 3 = π r3^2

r3 = radio del tramo 3 = 1 /2 r1

S4 = sección en el tramo 4 = π r4^2

r4 = radio del tramo 4 = 1/2 r1

V5 = velocidad en el tramo 5

S5 = sección en el tramo 5 = π r5^2

.r5 = radio del tramo 5 = 1/2 r1

 

 S2 = S3 = S4 à V2 = V3 = V4

 

Reemplazando

Q = V1 π r1^2 = V2 π (r1/2)^2 + V2 π (r1/2)^2 + V2 π (r1/2)^2 = V5 π (r1/2)^2  

Q = V1 π r1^2 = 3 V2 π r1^2 / 4 = V5 π r1^2 /4

 

V1 = 3 /4  V2  = 1 /4 V5 à V1 < V5 < V2 = V3 = V4

 

 

Biofísica 1 P CISALE May 25 T1– 5 Fenómenos de transporte

Un soluto presenta una diferencia de concentración a ambos lados de una membrana de 5 mmoles/ml. Si el flujo del soluto es de 4 moles/min, y la permeabilidad de la membrana es de 1,2 cm/s, determine el área de la membrana en mm².  

 

 φ = D A ΔC / Δx (Ley de Fick)

 

donde

φ = flujo de partículas = 4 mol/min (1 min / 60 seg) = 6,67 x 10^-2 mol/s

A = Área de la membrana

P = permeabilidad de la membrana = D / Δx = 1,2 cm/s

D = coeficiente de difusión

Δx = espesor de la membrana

ΔC = variación de la concentración = 5 mmol/ml = 5 x 10^-3 mol/cm³

 

reemplazando

 φ = P A ΔC

 

Despejando A

A = φ / (P ΔC)

    = 6,67 x 10^-2 mol/s / (1,2 cm/s 5 x 10^-3 mol/cm³) = 11,11 cm² = 1111 mm²

 

 

Biofísica 1 P CISALE May 25 T1– 4 Cinemática

Una moto parte del reposo y acelera uniformemente a razón de 1,2 m/s² durante 30 segundos. Si luego continúa su recorrido con velocidad constante durante 6 minutos, determine la distancia total recorrida por la moto (en km).  

 

0 < t < 30 seg

 

Ecuaciones horarias

x1 = xo + vo t1 + 1 /2 a t1^2

v1 = vo + a t1

 

Donde

x1 = posición en el instante t1

xo = posición inicial = 0

vo = velocidad inicial = 0

a = aceleración = 1,2 m/s²

v1 = velocidad en el instante t1

t1 = tiempo transcurrido = 30 s

 

Reemplazando

x1 = 1 /2 a t1^2 = 1/ 2 * 1,2 m/s² (30 seg)^2 = 540 m

v1 = a t1 = 1,2 m/s² 30 seg = 36 m/s

 

30 seg < t < 30 seg + 6 min (60 seg / 1 min) = 390 seg

 

Ecuaciones horarias

x2 = x1 + v1 (t2 - t1)

 

Donde

x2 = posición en el instante t2

x1 = posición inicial = 540 m

v1 = velocidad en el instante t1 = 36 m/s

t1 = tiempo inicial = 30 seg

t2 = tiempo final = 390 seg

 

Reemplazando

x2 = 540 m + 36 m/s (390 seg – 30 seg) = 13 500 m = 13,5 km

Biofísica 1 P CISALE May 25 T1– 3 Fluidos

Seleccione la única opción correcta.

Un líquido que fluye con régimen laminar a través de un tubo horizontal de sección circular. Teniendo en cuenta la ley de Poiseuille, indique cuál de las siguientes afirmaciones es la única correcta respecto a cómo afecta el radio del tubo al caudal del líquido, si se mantiene constante la diferencia de presión, la longitud del tubo y la viscosidad:

 

 ΔP = R Q (ecuación de Poiseuille)

 

donde

ΔP = variación de presión

R = resistencia hidrodinámica = 8 η L / (π r^4)

η = viscosidad

L = longitud del tubo

r = radio del tubo

Q = caudal 

 

Estado 1: ΔP = 8 η L / (π r1^4) Q1

Estado 2: ΔP = 8 η L / (π r2^4) Q2

 

Cociente de ambas ecuaciones

1 = Q1/Q2 (r2 / r1)^4

 

Despejando Q2

Q2 = Q1 (r2 / r1)^4

 

 

	Si se duplica el radio del tubo, el caudal también se duplica. Falso   Si  r2 = 2 r1 à Q2 = Q1 (2 r1 / r1)^4 = 16 Q1
	El caudal solo depende de la diferencia de presión aplicada. Falso   Si ΔP = constante à Q depende del radio
	El caudal no depende del radio del tubo si la diferencia de presión se mantiene constante. Falso   Si ΔP = constante à Q depende del radio
	Se reduce a la cuarta parte del radio del tubo, el caudal también. Falso   Si  r2 = r1 / 4 à Q2 = Q1 ((r1 / 4) / r1)^4 = Q1 / 256
	El caudal es directamente proporcional al cuadrado del radio del tubo. Falso   Q2 = Q1 (r2 / r1)^4
X	El caudal es proporcional a la cuarta potencia del radio del tubo. Verdadero   Q2 = Q1 (r2 / r1)^4

 

 

Biofísica Parciales CISALE 1ros parciales 2025

Primeros Parciales  2025

Mayo/25 

Tema T1 

1. https://noemifisica.blogspot.com/2026/10/biofisica-1-p-cisale-may-25-t1-1.html 

2. https://noemifisica.blogspot.com/2026/10/biofisica-1-p-cisale-may-25-t1-2-fluidos.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2026/10/biofisica-1-p-cisale-may-25-t1-3-fluidos.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2026/10/biofisica-1-p-cisale-may-25-t1-4.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2026/10/biofisica-1-p-cisale-may-25-t1-5.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2026/10/biofisica-1-p-cisale-may-25-t1-6-fluidos.html

7. 

8.

9. 

10.

Indice

https://noemifisica.blogspot.com/2023/02/biofisica-53-catedra-cisale-indice.html

Biofísica 1 P CISALE May 25 T1– 2 Fluidos

Un recipiente cilíndrico abierto contiene una determinada cantidad de líquido. Sabiendo que la presión en un punto en el fondo del recipiente es de 1,041 atm, calcule la profundidad del mismo (en cm).

Datos: densidad del líquido = 850 kg/kL; g = 9,8 m/s²;

1 atm = 760 mmHg = 101.300 Pa = 1.013.000 Ba.  

 

Pab = Patm + δ g h

 

Donde

Pab = presión absoluta = 1,041 atm (101 300 Pa / 1 atm) = 105 453 Pa

Patm = presión atmosférica = 1 atm = 101 300 Pa

δ = densidad del líquido = 850 kg/kL = 850 x 10^-3 kg/dm³ (10^3 dm³/1 m³) = 850 kg/m³  

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

.h = profundidad

 

Reemplazando y despejando h

h = (Pab – Patm) / (δ g)

    = (105 453 Pa – 101 300 Pa) / (850 kg/m³ 9,8 m/s² ) = 0,499 m = 499 cm

 

 

Biofísica 1 P CISALE May 25 T1– 1 Fenómenos de transporte

Un recipiente contiene 250 ml de una solución acuosa de sacarosa a 20 °C. Sabiendo que la presión osmótica de dicha solución es de 2,5 atm, determine la masa (en g) de sacarosa disuelta en dicha solución.

Datos: Mr sacarosa= 342 g/mol; R= 0,082 lt.atm/K.mol.  

 

Π = Osm R T (ecuación de Van´t Hoff)

 

donde

Π = presión osmótica de la solución = 2,5 atm

Osm = osmolaridad de la solución = M i

M = molaridad = n / V

n = número de moles = m / Mr

m = masa

Mr = masa molar de la sacarosa = 342 gr/mol

V = volumen = 250 ml = 0,250 lt

i = factor de Van´t Hoff = υ g = 1 (la glucosa no se disocia)

R = constante de los gases = 0,082 lt.atm/mol.K

T = temperatura (K) = 20 °C + 273 = 293 K

 

Reemplazando

Π = ((m /Mr) / V) R T 

 

Despejando m

m = Π V Mr / (R T) = 2,5 atm 0,250 lt 342 gr/mol / (0,082 lt.atm/mol.K 293 K) = 8,90 gr