Biofísica UBA XXI Final Feb 21 25. Fisicoquímica

25. Se deben inyectar 400 cm³ de una solución acuosa de glucosa 0,03 M a un paciente. Para ello se debe lograr que sea isoosmolar con el plasma. ¿Qué masa de NaCl totalmente disociado debe agregarse?

Datos: Osmolaridad plasma= 310 mosm/l; Mr NaCl= 58,5 g

 

█ a. 3,28 gramos

 b. 6,55 gramos

 c. 16,38 gramos

 d. 0,702 gramos

 e. 4,28 gramos

 

 

Osm plasma = Osm glucosa + Osm NaCl

 

donde

Osm plasma = 310 mosm/L = 0,31 osm/L

Osm glucosa = M glucosa = 0,03 osm/L

Osm NaCl = osmolaridad del NaCl

 

Reemplazando

Osm NaCl = Osm plasma – Osm glucosa = 0,31 osm/L - 0,03 osm/L = 0,28 Osm/L

 

Solución NaCl

 

Om NaCl = M i

 

donde

Osm NaCl = osmolaridad = 0,28 osm/L

M = molaridad  = moles / V = masa / Mr / V

masa= masa de  NaCl

Mr = masa molar de NaCl = 58,5 gr/mol

V = volumen = 400 cm³ = 0,400 dm³ = 0,40 L

 

i = factor de Van´t Hoff = υ g

υ = número de iones por partícula = 2 (NaCl se disocia en 2 iones)

g = grado de disociación = 1 (totalmente disociado)

 

reemplazando y despejando masa

masa = Osm NaCl  Mr V / i = 0,28 mol/L 58,5 gr/ mol  0,40 L/ 2 = 3,28 gr

 

 

Biofísica UBA XXI Final Feb 21 24. Termodinámica

24. Recordando lo trabajado sobre la experiencia de Joule del equivalente mecánico del calor en la Unidad 3, selecciona la respuesta correcta a la conclusión obtenida:

 

█ a. Se puede cambiar el estado térmico de un sistema entregándole calor o realizando trabajo.

Verdadero

La experiencia de Joule modifica la temperatura del agua (modificó el estado térmico) entregando energía mecánica (trabajo de la Fuerza peso que mueve las paletas)

 

 b. Aumento la temperatura del ambiente por el trabajo realizado por las paletas.

Falso

NO modifica la temperatura ambiente, modifica la temperatura del agua (modificó el estado térmico)

 

 c. El trabajo realizando por las pesas aumento el calor del sistema.

Falso

NO aumento el calor del sistema, modifico su estado térmico

 

 d. Las pesas disminuyeron su temperatura, por el calor cedido al agua.

Falso

Las pesas NO modificaron su temperatura.

 

 e. Las pesas aumentaron el calor del agua y, en consecuencia, su temperatura.

Falso

Las pesas NO modificaron su temperatura.

 

 

Biofísica UBA XXI Final Feb 21 23. Ondas

23. Un haz de luz monocromático proviene de un líquido incide sobre el aire con un ángulo de 14º. El rayo refractor se desvía 17º de su dirección original. Calcule el ángulo límite del líquido respecto de su aire.

Datos: λ liquido = 3,2 x 10^-7 m; n aire= 1; C = 300.000 km/s

 

 a. 14,74º

 b. 90º

 c. 2,14º

 d. 1,47º

█ e. 27,86º

 

 

n1 sen θ1 = n2 sen θ2 (Ley de Snell)

 

donde

n1 = índice de refracción del liquido

θ1 = ángulo de incidencia = 14º

n2 = índice de refracción del aire = 1

θ2 = ángulo de refracción = θ1 + 17º = 14º + 17º = 31º

                                      

 n1 = n2 sen θ2 / sen θ1 = 1 sen 31º / sen 14º = 2,13

  

Angulo límite = ángulo crítico

 

n1 sen θ1 = n2 sen θ2 (Ley de Snell)

 

donde

n1 = índice de refracción del líquido = 2,13

θ1 = ángulo de incidencia = ángulo limite

n2 = índice de refracción del aire = 1

θ2 = ángulo de refracción = 90º

 

sen θ1 = n2 sen θ2 / n1 = 1 * 1 / 2,13

θ1 = ar sen (1 / 2,13) = 28º

 

Biofísica UBA XXI Final Feb 21 22. Ondas

22. Recordando lo leído en la Unidad 6 sobre el índice de refracción absoluto, indique cuál de las siguientes observaciones es correcta:

 

n = C / v

 

donde

n = Índice de refracción absoluto

C = velocidad de la luz en el vacío

v = velocidad de la luz en el medio

 

 a. En el vacío, el índice de refracción absoluto puede llegar a valer 0.

Falso

 nvacio = C / C = 1

 

 b. El índice de refracción absoluto depende del ángulo de refracción.

Falso

 Depende de la velocidad de la luz en el medio

 

█ c. El índice de refracción absoluto relaciona la velocidad de la luz en el vacío con la del medio de propagación.

Verdadero

 n = C / v

 

 d. Las unidades del índice de refracción absoluto coinciden con las unidades de la velocidad de la luz.

Falso

 El índice de refracción es adimensional

 

 e. Dependiendo de la densidad del medio de propagación y de la temperatura, el índice de refracción absoluto puede ser negativo.

Falso

 El índice de refracción es positivo y mayor o igual a 1

 

Biofísica UBA XXI Final Feb 21 21. Electricidad

21. Dos cuerpos igualmente cargados de forma positiva se colocan en el aire a 320 mm de distancia uno del otro, generando una fuerza de repulsión de 5,6 N determine la carga de los cuerpos.

Datos: kaire= 9 x 10⁹ N m² ( C²)^-1

 

█ a. 7,98 x10⁻⁶ C

 b. 4,58 x10⁻⁶ C

 c. 1,6 x 10⁻⁵ C

 d. 6,37 x 10^⁻11 C

 e. 1,52 C

 

F = k Q1 Q2 /d²  (Ley de Coulomb)

 

Donde

F = Fuerza = 5,6 N

k = constante de Coulomb = 9 x 10⁹ N m² / C²

Q1 = Q2 = Q = cargas

d = distancia entre las cargas = 320 mm = 0,320 m

 

Reemplazar y despejando Q

Q = (F d² / k)^1/2 = (5,6 N (0,320 m)² / (9 x 10⁹ N m² / C²))^1/2  = 7,98 x 10^-6 C

 

Biofísica UBA XXI Final Feb 21 20. Ondas

20. Según lo estudiado en la Unidad 6 con la relación con las características del sonido, indique la afirmación correcta

 

 a. La amplitud de una onda sonora depende de su periodo.

Falso

 La amplitud y el periodo son variables independientes

 

 b. El sonido es una onda electromagnética y longitudinal.

Falso

 El sonido es una onda mecánica y longitudinal

 

█ c. La intensidad del sonido depende de su amplitud.

Verdadero

La intensidad del sonido depende del cuadrado de la amplitud

 d. Un mismo sonido presenta mayor velocidad en un gas que en un sólido.

Falso

 El sonido es una onda material, cuanto más denso es el medio mayor es su velocidad

 Velocidad es un gas < velocidad en un solido

 

 e. El tono del sonido depende de la longitud de la onda sonora.

Falso

 El tono del sonido depende de la frecuencia

 

 

Biofísica UBA XXI Final Feb 21 19. Fisicoquímica

19. Una partícula pequeña no cargada se encuentra distribuida en el interior y exterior de una célula. Indique cuál de las siguientes condiciones se podría ver incrementado el flujo de dicha partícula

 

φ = - D A ΔC / Δx (Ley de Fick)

 

donde

φ = flujo de partículas

A = Area de la membrana

Φ = φ / A = densidad de flujo

D = coeficiente de difusión (depende de la sustancia, la temperatura y del medio)

P = permeabilidad de la membrana = D / Δx

ΔC = variación de la concentración

Δx = espesor de la membrana

G = ΔC / Δx = gradiente de la concentración

 

█ a. Si aumenta la temperatura y disminuye el espesor de la membrana.

Verdadero

Aumenta la temperatura ------------- aumenta D ---------- aumenta el flujo

Disminuye Δx ----------- aumenta el flujo

 

 b. Si disminuye la concentración externa y aumenta el espesor de la membrana.

Falso

Disminuye concentración externa ------- disminuye ΔC ----------- disminuye el flujo

Aumenta Δx ----------- disminuye el flujo

 

 c. Si aumenta la concentración interna y disminuye la concentración externa

Falso

Aumenta la concentración interna y disminuye externa ----- disminuye ΔC ---------- disminuye el flujo

 

 d. Si aumenta la concentración interna y disminuye la temperatura.

Falso

 Aumenta concentración interna  -------- disminuye ΔC ----------- disminuye el flujo

Disminuye la temperatura ------------ disminuye D ----------- disminuye el flujo

 

 e. Si disminuye la temperatura y disminuye el gradiente de concentraciones.

Falso

 Disminuye la temperatura ------------ disminuye D ----------- disminuye el flujo

Disminuye G ------------ disminuye el flujo

 

Biofísica UBA XXI Final Feb 21 18. Ondas

18. Recordando lo leído en la Unidad 6 sobre el índice de refracción absoluto, indique cuál de las siguientes aseveraciones es correcta

 

n = C / v

 

donde

n = Índice de refracción absoluto

C = velocidad de la luz en el vacío

v = velocidad de la luz en el medio

 

 a. A medida que se disminuye el ángulo de incidencia, aumenta el índice de refracción absoluto.

Falso

 

El índice de refracción depende del medio ( de la velocidad de la luz en el medio) es independiente del ángulo de incidencia

 

 b. El índice de refracción absoluto vale 0 en el vacío porque es adimensional.

Falso

 

Índice de refracción = C / C = 1 (en el vacío)

 

 c. El índice de refracción se puede determinar como el producto entre la velocidad de la luz del medio y la velocidad de la luz en el vacío.

Falso

 

n = C/v

 

 d. Ante un aumento de la temperatura del medio, el índice de refracción absoluto será negativo.

Falso

 

Nunca puede ser negativo, es  positivo y mayor que 1

 

█  e. El índice de refracción absoluto se relaciona con la velocidad de la luz en el medio y es adimensional.

Verdadero

 

Por definición

 

Biofísica UBA XXI Final Feb 21 17. Fluidos

17. Considerando el principio de Pascal y observando el siguiente esquema, determine a partir de los siguientes datos el peso de la pesa A

Datos: r1 = 10 cm; r2 = 20 cm; F2 = 100 N;  1 dina = 10^-5 N

 

 

 a. 249 N

 b. 255 kg

 c. 2,55 kg

 d. 2500 N

█ e. 24,96 N

 

 

 

F1 / A1 = F2 / A2 (Principio de Pascal)

 

Donde

F1 = fuerza ejercida por la pesa = peso de  la pesa

S1 = sección de embolo 1 = π r1²

r1 = radio del embolo 1 = 10 cm = 0,10 m

 

F2 = fuerza en el embolo 2 = 100 N

S2 = sección de embolo 2 = π r2²

r2 = radio del embolo 2 = 20  cm = 0,20 m

 

reemplazando y despejando F1

F1 = F2 / (π r2²) (π r1²) = F2 (r1 / r2)² = 100 N (0,10 / 0,20)²  = 25 N

 

Biofísica UBA XXI Final Feb 21 16.Termodinámica

16. Si a una cierta masa de agua se entregaron 100 cal y su temperatura subió 20 ºC. Determine cuanto subirá de temperatura una masa de hielo igual a la anterior si se le entrega la misma cantidad de calor. Asuma que el hielo nunca llega a derretirse-

Datos: ce agua= 1 cal/g ºC, Ce hielo= 0,5 cal/ g ºC.

 

 a. Subirá exactamente en la misma cantidad, pues son la misma masa de agua y hielo.

█ b. Sera exactamente el doble, porque su calor especifico es la mitad.

 c. No se puede saber si no está dada la masa de agua.

 d. Sera exactamente la mitad, porque su calor especifico es la mitad.

 e. No se puede saber si no está dada la masa de hielo.

 

Agua

 

Q = m ce ΔT

 

Donde

Q = calor absorbido = 100 cal

m = masa de agua

ce = calor especifico del agua = 1 cal/gr ºC

ΔT = variación de temperatura = 20 ºC

 

Reemplazado y despejando m

m = Q / (ce ΔT) = 100 cal / ( 1 cal /gr ºC 20ºC) = 5 gr

 

Hielo

 

Q = m ce ΔT

 

Donde

Q = calor absorbido = 100 cal

m = masa de hielo = masa de agua = 5 gr

ce = calor especifico del agua = 0,5 cal/gr ºC

ΔT = variación de temperatura

 

Reemplazando y despejando ΔT

ΔT = Q / ( m ce) = 100 cal /( 5 gr 0,5 cal/gr ºC) = 40 ºC

Biofísica UBA XXI Final Feb 21 15. Fluidos

15. Teniendo en cuenta el siguiente dispositivo, marque la opción correcta.

Referencia: r = radio; S = sección; V = velocidad

Datos: r1 = 4 cm; r2 = r3 = 1/ 2 r1; r4 = 1/ 4  r1

 

 

 

 a. V1 = V2 = V3 = V4

█ b. V4 > V2 = V3 > V1

 c. V2 < V1 < V4

 d. V1 = V2 = V3 < V4

 e. V1 = V3 > V4

 

 

Q = v S = constante (ecuación de continuidad)

 

donde

Q = caudal (C)

v = velocidad

S = sección

 

r1 = 4 cm ------------------- S1 = π r1²

 

r2 = 1/ 2 r1 ----------------- S2 = π r2²  = π (r1/2) ²  = S1 / 4

r3 = 1/ 2 r1 ----------------- S3 = π r3²  = π (r1/2) ²  = S1 / 4

------------------------------- S23 = S2 + S3 = S1 / 4 + S1 / 4 = S1 / 2

 

r4 = 1 / 4 r1 ----------------- S4 = π r4²  = π (r1/4) ²  = S1 / 16

 

 

S1 > S1 / 2 > S1 / 16 ---------- S1 > S23 > S4 ----------- V1 <V2 = V3 < V4