Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T5 - 10. Ondas

De acuerdo a lo estudiado en la unidad de sonido, indicar cuál de las siguientes afirmaciones sobre las ondas sonoras es la correcta. Un sonido muy agudo y fuerte presenta los siguientes parámetros:

 

El Tono se relaciona con la frecuencia

Graves à baja frecuencia

Agudos à alta frecuencia

 

El volumen se relaciona con la amplitud

Fuerte à gran amplitud

Débil à poca amplitud

 

 

	a)     Es de muy baja frecuencia y la onda se propaga a alta velocidad Falso              Baja frecuencia à grave
	b)     Es de muy alta frecuencia y de poca amplitud Falso Poca amplitud à débil
	c)     Presenta una alta frecuencia y la onda se propaga a baja velocidad Falso La velocidad depende del medio
	d)     Presenta una gran longitud de onda y una baja amplitud Falso baja amplitud à débil
x	e)     Presenta una frecuencia elevada y una gran amplitud Verdadero Alta frecuencia à agudo Gran amplitud  à fuerte
	f)      Es de alta frecuencia y gran velocidad Falso La velocidad depende del medio

 

 

Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T5 - 9. Ondas

Calcule la potencia de un sonido, que atraviesa una pared de 0,11 dam² con un nivel de sensación de 112 dB.

Datos: Intensidad mínima audible = 1 x 10^-12 W/m² .

 

N.S = 10 dB log ( I / Io)

 

Donde

N.S = nivel sonoro = 110 dB

I = intensidad

Io = intensidad umbral = 1 x 10^-12 W/m²

 

 

Reemplazando y despejando I

I = 10^(NS / 10 dB) * Io = 10^(112 dB/10 dB) * 1 x 10^-12 W/m² = 0,158 W/m²

 

 

I = Pot / Area

 

Donde

I = intensidad = 0,158 W/m²

Pot = potencia

A = área = 0,11 dam² = 11 m²

 

Reemplazando y despejando Pot

Pot = I Area = 0,158 W/m²  11 m²  = 1,74 W

 

 

Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T5 - 8. Ondas

Calcule el ángulo límite de un rayo que atraviesa los medios T y B. Datos: nT = 1,31 y nB = 1,7.

 

nB sen i = nT sen 90   (ley de Snell)

 

Donde

nB = índice de refracción del medio B = 1,70

i = ángulo de incidencia

nT = índice de refracción del medio T = 1,31

 

Reemplazado y despejando i

i = arco sen ( nT / nB) = arc sen (1,31 / 1,70)  = 50,40º

 

Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T5 - 7. Electricidad

Se tiene un circuito eléctrico con tres resistencias dispuestas en serie ( R1= 250 Ohm; R2= 120 Ohm; R3= 330 Ohm) conectado a una fuente de 35 Volt . Indique el valor de la intensidad de corriente del circuito.

 

V = R I (Ley de Ohm)

 

Donde

V = voltaje = 35 V

R = resistencia (serie) = R1 + R2 + R3 = 250 Ohm + 120 Ohm + 330 Ohm = 700 Ohm

I = intensidad

 

Reemplazando y despejando I

I = V / R = 35 V / 700 Ohm = 0,05 A

 

Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T5 - 6. Electricidad

¿Cuánto deberá aumentar la distancia entre dos cargas de 2 C cada una, que se repelen con una fuerza de 1,15 . 10^8 N, para que esta se reduzca a la mitad?

Datos: K = 9.10^9 N.m² /C²

 

F1 = k Q1 Q2 / d1^2  ( Ley de Coulomb)

 

Donde

F1 = fuerza electrostática  = 1,15 x 10^8 N

k = constante de Coulomb = 9 x 10^9 N.m² /C²

Q1 = Q2 = cargas = 2 C

d1 = distancia original

 

Reemplazando y despejando d1

d1 = raíz( k Q1 Q2 / F1) = raíz(9 x 10^9 N.m² /C² (2 C)^2 / 1,15 x 10^8 N) = 17,69 m

 

 

F2 = k Q1 Q2 / d2^2 

 

donde

F2 = fuerza electrostática  = F1/2

d2 = distancia nueva

 

Cociente de F1/F2

F1/F2 = d2^2 / d1^2

 

Despejando d2

d2 = raíz ( F1/F2 d1^2) = raíz ( F1/ (F1/2) d1 = raíz( 2) d1 = 25,02 m

 

.d2 - d1 = 25,02 m - 17,69 m = 7,33 m

Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T5 - 5. Fisicoquímica

Una solución se encuentra compuesta por 10 g de soluto y 300 g de agua. Sabiendo que la densidad de dicha solución es 1,1 g/cm³ , determine la concentración de la solución expresada en g/L.

 

Concentración (g/L) = masa de soluto / volumen de solución

 

Donde

masa de  soluto = 10 gr

volumen  de solución = masa solución / densidad

masa de solución = masa de soluto + masa de solvente = 10 g + 300 gr = 310 g

densidad = densidad de la solución = 1,1 gr/cm³ ( 10^3 cm³/L) = 1100 gr/L

 

Reemplazando

Concentración  (g/L) = 10 gr / ( 310 g / 1100 gr/L) = 35,48 gr/L

 

 

Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T5 - 4. Fisicoquímica

Se tiene una solución acuosa que contiene 0,1 moles de glucosa cada 500 ml de solución. Indique cuántos gramos de NaCl se deben agregar a un litro de dicha solución para que sea isoosmolar con el plasma (310 miliosmoles).

Datos: Mr del NaCl= 58,5 g/mol. Considere disociación total del NaCl.

 

Osm plasma = Osm glucosa + Osm NaCl   (isoosmolar)

 

Donde

Osm plasma  = osmolaridad del plasma = 310 mosm = 310 x 10^-3 osm/L

 

Osm glucosa = osmolaridad de la glucosa = M i

M = molaridad de la glucosa = moles / V (L)

moles = moles de glucosa = 0,1 mol

V = volumen (en Litros) = 500 ml = 0,5 L

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

 

Reemplazando

Osm glucosa = 0,1 mol / 0,5 L * 1 = 0,2 osm/L

 

Osm NaCl =osmolaridad de NaCl = M i

M = molaridad = moles / V(L)

moles = moles de NaCl = masa / Mr

masa = masa de NaCl

Mr = masa molar NaCl = 58,5 g/mol

V(L) = volumen (en litros) = 1 L

i= factor de Van´t Hoff de NaCl  = υ g

υ = número de iones por molécula  = 2

g = grado de disociación ó coeficiente osmótico = 1 (disociación total)

 

Reemplazando  en la ecuación de isosmolaridad

Osm NaCl = Osm plasma - Osm glucosa = 0,31 Osm/L - 0,20 osm/L = 0,11 Osm/L

 

Reemplazando en la ecuación de Osmolaridad y despejando masa

masa = Osm NaCl * Mr / (2*1) = 0,11 Osm/L * 58,5 g/mol * 1 L  / 2 =  3,22 gr

 

Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T5 - 3. Fisicoquímica

Un soluto presenta un flujo de 8.10^ -5 moles/cm² .s a través de una membrana de 22 nm de espesor. Sabiendo que su concentración interna es de 200 mmoles/l y la externa de 5 moles/l, determine el valor de la permeabilidad para dicho soluto.

 

 φ = D A ΔC / Δx (Ley de Fick)

 

donde

φ = flujo de partículas

A = Área de la membrana

Φ = φ / A = densidad de flujo = 8x10^-5 mol/cm².s

D = coeficiente de difusión

P = permeabilidad de la membrana = D / Δx

ΔC = variación de la concentración = Cext - Cint

Cext = concentración externa = 5 mol/L (1 L / 10^3 cm³)  = 5x10^-3 mol/cm³

Cint = concentración interna = 200 mmoles/L = 200x10^-3 moles/L (1 L / 10^3 cm³) =  2x10^-4 mol/cm³

Δx = espesor de la membrana = 22 nm = 22 x 10^-7 cm

 

Reescribiendo la ley de Fick

Φ = P (Cext - Cint)

 

Reemplazando y Despejando P

P = 8x10^-5 mol/cm².s / (5x10^-3 mol/cm³ - 2x10^-4 mol/cm³) = 0,0167 cm/s

 

 

Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T5 - 2. Fisicoquímica

Teniendo en cuenta los conceptos vistos sobre ósmosis, seleccione la opción correcta. Dos soluciones acuosas (A y B), están separadas por una membrana semipermeable pura y se encuentran a igual temperatura. El soluto de la solución A es glucosa y el de la solución B es NaCl totalmente disociado. Si la concentración de ambas soluciones es 0,01 molar, puede afirmar que:

 

Osm A = MA iA

 

Donde

OsmA = osmolaridad de la solución A

MA = molaridad de la solución A = 0,01 M

iA= factor de Van´t Hoff de la solución A  = 1 ( la glucosa no se disocia)

 

reemplazando

OsmA = 0,01 M 1 = 0,01 Osmolar

 

Osm B = MB iB

 

Donde

OsmB = osmolaridad de la solución B

MB = molaridad de la solución B = 0,01 M

iB= factor de Van´t Hoff de la solución B  = υ g

υ = número de iones por molécula  = 2

g = grado de disociación ó coeficiente osmótico = 1 (completamente disociado)

 

reemplazando

OsmB = 0,01 M 2 = 0,02 Osmolar

 

 

	a)     La solución A es hiperosmolar y hay flujo neto de agua desde la solución B hacia la solución A. Falso OsmA < Osm B hiperosmolar à mayor Osmolaridad
	b)     Ambas soluciones son isoosmolares y no hay flujo neto de agua. Falso OsmA < Osm B Isoosmolar à igual osmolaridad
X	c)     La solución A es hipoosmolar y hay flujo neto de agua desde la solución A hacia la solución B. Verdadero OsmA < Osm B Hipoosmolar  à menor osmolaridad Flujo neto de A hacia B
	d)     La solución B es hipoosmolar y hay flujo neto de agua desde la solución A hacia la solución B. Falso OsmA < Osm B Hipoosmolar  à menor osmolaridad
	e)     La solución A es hiperosmolar y hay flujo neto de agua desde la solución A hacia la solución B. Falso OsmA < Osm B hiperosmolar à mayor Osmolaridad
	f)      La solución A es hipoosmolar y hay flujo neto de agua de la solución B hacia la solución A. Falso OsmA < Osm B Hipoosmolar  à menor osmolaridad Flujo neto de A hacia B

 

Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T5 - 1. Fisicoquímica

Se tiene una solución acuosa de sacarosa cuya densidad es 1,1 g/ml en el interior de la campana de un osmómetro. En el extremo del sistema se coloca una membrana semipermeable pura y se coloca el dispositivo en un vaso de precipitados con agua destilada. Al llegar al equilibrio se observa que la altura de la columna del osmómetro ha alcanzado una altura de 900 mm. Calcule la osmolaridad de la solución de sacarosa sabiendo que el sistema se encontraba a 21 °C.

Datos: 1 atm=760 mmHg=1,013.10^6 barias=1,013.10^5 Pascal; g = 9,8 m/s² ; R = 0,082 l.atm/K.mol.

 

Π = P hid

 

donde

Π = presión osmótica de la solución = Osm R T (ecuación de Van´t Hoff)

Osm = osmolaridad de la solución  

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

T = temperatura = 21ºC + 273 = 294 K

 

P hid = presión hidrostática = δ g h

δ  = densidad de la solución = 1,1 g/cm³ = 1100 kg/m³

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

h = altura de la columna = 900 mm = 0,90 m

 

Reemplazando

P hid = 1100 kg/m³ 9,8 m/s² 0,90 m = 9702 Pa (1 atm / 101300 Pa) = 0,096 atm

 

Reemplazando y despejando Osm

Osm = P hid / ( R T) = 0,096 atm / ( 0,082 L.atm/mol.K * 294 K) = 0,0039 Osm/L

 

Biofísica UBA XXI 2 P Jun 22 T3 - 10. Fisicoquímica

Teniendo en cuenta lo estudiado en la unidad 4 acerca de unidades de concentración de soluciones, indique cuál es la afirmación correcta:

 

Osm = M i

 

Donde

Osm = osmolaridad

M = molaridad

i = factor de Van´t Hoff de la sal = υ g

υ = número de iones por molécula 

g = grado de disociación ó coeficiente osmótico

 

 

	a)     La molaridad de una solución electrolítica siempre será mayor a la osmolaridad de esa misma solución Falso Osmolaridad ≥ Molaridad
	b)     La molaridad de una solución de glucosa siempre será menor que la osmolaridad de esa misma solución Falso i glucosa = 1 (la glucosa no se disocia) Osmolaridad = Molaridad
	c)     Cuanto mayor sea el valor de g en una solución de KCl, más se acercará el valor de molaridad de dicha solución al de la osmolaridad Falso i KCl = 2 * g mayor g à  Osmolaridad  > Molaridad
	d)     Si dos soluciones de BaCl2 tienen distinta osmolaridad, el valor de ν será mayor en aquella que tenga mayor osmolaridad Falso ν = número de iones = 3 en ambas soluciones
X	e)     Si una solución electrolítica tiene igual osmolaridad que una no electrolítica, se puede asegurar que la molaridad de la primera solución es menor que la molaridad de la segunda Verdadero Osm = M i i electrolítica > i no electrolítica (1) Osm electrolítica = Osm no electrolítica M electrolítica < M no electrolítica
	f)      Dos soluciones electrolíticas de igual molaridad e igual coeficiente osmótico siempre tendrán igual osmolaridad Falso Pueden tener distinto número de iones (υ)