25. En cuanto tiempo una carga eléctrica de 125 C circulara por una resistencia de 380 Ω, sabiendo que la diferencia de potencial es de 0,025 kV.
1900 minutos █ segundos
ΔV = R I (Ley de Ohm)
Donde
ΔV = diferencia de potencial
= 0,025 kV = 25 V
R = resistencia = 380 Ω
I = intensidad de corriente =
Q / Δt
Q = carga que circula = 125 C
Δt = tiempo trascurrido
Reemplazado y despejado Δt
Δt = Q R / ΔV = 125 C 380 Ω /
25 V = 1.900 seg
24. Se coloca en un osmómetro una solución acuosa de sacarosa 0,003 M a 30 °C. Calcule la densidad de la misma sabiendo que la columna del osmómetro alcanza una altura de 0,6 m
Datos: R = 0,082 l.atm/K.mol = 8,31 J/K.mol = 2 Cal/K.mol; Gravedad= 9,8 m/s2;
1 atm = 1,013 x 106 barias = 1,013 x 105 Pascales
1285
Π = Pcol
donde
Π = presión osmótica de la solución = Osm R T (ecuación de Van´t Hoff)
Osm = osmolaridad de la solución = M i
M = molaridad = 0,003 M = 0,003 moles/L = 0,003 moles/dm3 (1.000
dm3/1 m3 ) = 3 moles/m3
i = factor de Van´t Hoff = υ g
υ = número de iones por partícula = 1 (la sacarosa no se disocia)
g = grado de disociación = 1
R = constante de los gases = 8,31 J/K.mol
T = temperatura = 30 º C + 273 = 303 K
Pcol = presión de la columna = δ g h
δ = densidad de la solución
g = 9,8 m/s2
h = altura del osmómetro = 0,6 m
reemplazando y despejando δ
δ = M i R T / (g h) = 3 moles/m3 8,31 J/K.mol 303
K / (9,8 m/s2 0,6 m) = 1.285 kg/m3
23. Dos cargas en el vacío, Q1 = 15x10-19 C y Q2 = 22x10-19 C, están separadas por una distancia de 9,1 mm. Determine la fuerza que se genera entre ellas e indique si es de atracción o repulsión.
Datos: k = 9 x 109
N.m2/C2
a. Se repelen con
fuerzas cuyos módulos son de 2,21x10-24 N
b. Se repelen con
fuerzas cuyos módulos son de 2,21x10-27 N
█ c. Se repelen con fuerzas cuyos módulos son de 3,58x10-22 N
d. Se atraen con
fuerzas cuyos módulos son de 2,21x10-24 N
e. Se atraen con
fuerzas cuyos módulos son de 3,58x10-22 N
F = k Q1 Q2 / d2 (Ley de
Coulomb)
F = fuerza electrostática
k = constante de coulomb = 9 x 109 N m2/C2
Q1 = carga 1 = 15x10-19 C
Q2 = carga
2 = 22x10-19 C
d = distancia
entre cargas = 9,1 mm = 0,0091 m
reemplazando
F
= 9x109 N m2/C2
15x10-19 C 22x10-19
C / (0,0091 m)2 = 3,58x10-22 N
Cargas
de igual signo se repelen
22. Un recipiente cerrado contiene 3 líquidos inmiscibles, cada uno con diferentes alturas, como indica la tabla a continuación.
Determine la presión que soporta un punto ubicado en el fondo del envase. Desprecie
la presión atmosférica.
Datos: δ nafta = 6800 hg/m3; δ vaselina = 0,9 g/ml;
δ agua = 1000 kg/m3;
1 atm = 1,013 . 106
ba = 1,013.105 Pa = 760 mmHg; g = 9,8 m/s2.
|
20 cm |
NAFTA |
|
8 cm |
VASELINA |
|
15 cm |
AGUA |
█ a. 35084 ba
b. 1.048084 ba
c. 136384 Pa
d. 35084 Pa
e. 3402200 ba
P = PN + PV + PA
Donde
P = presión total
PN = presión de la nafta = δ nafta g h nafta
δ nafta = densidad de la nafta = 6800
hg/m3 = 680 kg/m3
g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s2
h nafta = altura de la nafta = 20 cm = 0,2 m
PV = presión de la vaselina = δ vaselina g h vaselina
δ vaselina = densidad de la vaselina
= 0,9 g/ml = 0,9 g/cm3 = 900 kg/m3
h vaselina = altura de la vaselina = 8 cm = 0,08 m
PA = presión del agua = δ agua g h agua
δagua = densidad del agua = 1000 kg/m3
h agua = altura del agua = 15 cm = 0,15 m
reemplazando
P = 680 kg/m3 9,8 m/s2
0,2
m + 900 kg/m3 9,8 m/s2 0,08 m + 1000 kg/m3 9,8 m/s2 0,15 m
P = 3.508,4 Pa = 35.084 ba ------------- opción a
21. Se tienen tres osmómetros A, B y C a la misma temperatura. El compartimiento externo, en todos los casos, presenta agua destilada, mientras que en el interno hay:
·
Osmómetro A: Solución acuosa de glucosa 0,48 M
·
Osmómetro B: Solución acuosa de Na2SO4 (g = 0,8) 0,1 M
·
Osmómetro C: Solución acuosa de NaCl, totalmente disociado 0,24 M
a. En el osmómetro C la
columna de líquido es mayor que en el resto
b. En todos los osmómetros
la columna de líquido es igual
c. En el osmómetro A la
columna de líquido es mayor que en el resto
d. En el osmómetro B la
columna de líquido es mayor que en el resto
█ e. En los osmómetros A y C la columna del
líquido es igual
Π = Pcol
donde
Π = presión osmótica de la solución = Osm R T (ecuación de Van´t Hoff)
Osm = osmolaridad = M i
M = molaridad = moles / Volumen
i = factor de Van´t Hoff = υ g
υ = número de iones por partícula
g = grado de disociación
R = constante de los gases = 8,31 J /
mol K
T = temperatura
Pcol = presión de la columna = δ g h
δ = densidad de la solución
g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s2
h = altura del osmómetro
Reemplazando y despejando h
h = M υ g R T
/ (δ g)
A igual Temperatura (T) y todas son soluciones acuosas, igual densidad (δ)
La altura de la columna está directamente relacionada con la Osmolaridad
Solución A ----- Glucosa
M = 0,48 M
υ = 1 (la glucosa no se disocia)
g = 1
OsmA = 0,48 osmolar
Solución B --- Na2SO4
M = 0,1 M
υ = 3 (2 Na + 1 SO4)
g = 0,8
OsmB = 0,1 M * 3
* 0,8 ( R T /(δ g)) = 0,24 Osmolar
Solución C -------NaCl
M = 0,24 M
υ = 2 (Na + Cl)
g = 1
OsmC = 0,24 M *2 * 1 ( R T /(δ g)) = 0,48 osmolar
Comparando OsmA = OsmC > OsmB
-------------- hA = hC > hB ---------------- opción e
20. Determine el nivel de sensibilidad sonora que se produce en una discoteca, sabiendo que genera una intensidad acústica de 0,1 W/m2
Dato: Io = 1 x 10-12 W/m2
█ a. 110 dB
b. 11 dB
c. 25,32 dB
d. 130 dB
e. 1 dB
NS = 10 dB log ( I/Io)
donde
NS = nivel de sensibilidad
I = intensidad del sonido = 0,1 W/m2
Io = intensidad del sonido audible = 1 x 10-12 W/m2
Reemplazando y despejando NS
NS = 10 dB log(0,1 W/m2/ 1 x 10-12 W/m2) = 10
dB 11 =110 dB
19. Desde la terraza de un edificio de 100 m se lanza una pelota verticalmente hacia arriba con una velocidad de 129 km/h determine la altura máxima que alcanza considerada desde el suelo. Dato: g = 9,8 m/s2
165,5
█ m km
Ecuaciones horarias
y = yo + vo t – 1/ 2 g t2
v = vo – g t
donde
y = altura en el instante t
yo = altura inicial = 100 m
vo = velocidad inicial = 129 km/h = 35,83 m/s
g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s2
v = velocidad en el instante t
t = tiempo transcurrida
reemplazando en la ecuación de la velocidad para v = 0 (altura máxima) y despejado
t
t = vo /g = 35,83 m/s / 9,8 m/s2 = 3,67 s
reemplazando en la ecuación de la altura
y = 100 m + 35,83 m/s 3,67 s – 1/ 2 9,8 m/s2 (3,67 s)2 =
165,5 m -------- altura máxima
