Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T2 – 6 Ondas

Determine el ángulo de incidencia de un haz de luz que pasa del vidrio al agua formando un ángulo de refracción de 47,5°, La velocidad de la luz en el vidrio es de 204000 km/s.

Datos: nagua = 1,33; velocidad de la luz en el vacío = 300000 km/s

 

nv sen i = na sen r (Ley de Snell)

 

Donde

nv = índice de refracción del vidrio = C / vv

C = velocidad de luz en el vacío = 300000 km/s

vv = velocidad de la luz en el vidrio = 204000 km/s

i = ángulo de incidencia

na = índice de refracción del agua = 1,33

r = ángulo de refracción = 47,5°

 

Reemplazando y despejando i

sen i = na sen r / (C/vv)

i = arco sen (1,33 sen 47,5° 204000 km/s / 300000 km/s) = 41,8°

 

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T2 – 5 Electricidad

 Elija la opción correcta teniendo en cuenta la Ley de Coulomb

 

F = K Q1 Q2 / d^2 (Ley de Coulomb)

 

Donde

F = fuerza electrostática

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

Q1, Q2 = cargas

d = distancia entre las cargas

 

	a)     La fuerza electrostática entre dos cargas es inversamente proporcional a la distancia entre ellas Falso   F es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (d)
	b)    La fuerza electrostática entre dos cargas es directamente proporcional a la distancia entre ellas elevada al cuadrado Falso   F es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (d)
	c)     La fuerza electrostática entre dos cargas es directamente proporcional a la distancia entre ellas Falso   F es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (d)
	d)    La fuerza electrostática entre dos cargas es directamente proporcional a la suma de las cargas Falso   F es directamente proporcional al producto de las cargas (Q1 * Q2)
X	e)     La fuerza electrostática entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas Verdadero   F es directamente proporcional al producto de las cargas (Q1 * Q2)
	f)     La fuerza electrostática entre dos cargas es inversamente proporcional a la constante de Coulomb Falso   F es directamente proporcional a la constante de Coulomb (k)

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T2 – 4 Fenómenos de transporte

Calcule la altura (en cm) que alcanza en el equilibrio la columna de líquido en un osmómetro, sabiendo que dentro del mismo se encuentra una solución acuosa de glucosa 0,4 mM cuya densidad es de 1,1 gr/ml. El osmómetro se encuentra sumergido en un vaso de precipitado que contiene agua destilada. Todo el sistema se encuentra a 19 °C, separados por una membrana semipermeable pura

Datos: 1 atm = 760 mmHg = 1,013 x 10^6 barias = 1,013 x 10^5 Pascal; g = 980 cm/s²; R = 0,082 L.atm/K.mol

 

Ph = ∏

 

Donde

Ph = presión hidrostática = δ g h

δ = densidad = 1,1 gr/ml (1 ml / 1 cm³) = 1,1 g/cm³ 

g = aceleración de la gravedad = 980 cm/s²

h = altura

 

∏ = presión osmótica = Osm R T

Osm = osmolaridad = 0,4 mM = 0,0004 mol/L

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

T = temperatura = 19 °C + 273 = 292 K

 

∏ = 0,0004 mol/L 0,082 L.atm/mol.K 292 K = 0,0096 atm (1,013 x 10^6 ba / 1 atm) = 9702,11 ba

 

Reemplazando y despejando h

h = ∏ / (δ g) = 9702,11 ba / (1,1 g/cm³  980 cm/s²) = 9 cm  

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T2 – 3 Fenómenos de transporte

¿Determinar la masa de glucosa necesaria pata armar 0,5 lt de una solución acuosa con concentración 0,03 M?

Datos: Mr de glucosa = 180,16 gr/ mol

 

M = mol / V

 

Donde

M = molaridad = 0,03 M = 0,03 mol/lt

Mol = número de moles = Masa / Mr

Masa = masa de glucosa

Mr = masa molar de la glucosa = 180,16 gr/mol

V = volumen = 0,5 lt

 

Reemplazando

M = Masa / (Mr V)

 

Despejando Masa

Masa = M Mr V = 0,03 mol/lt 180,16 gr / lt 0,5 lt = 2,70 gr

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T2 – 2 Fenómenos de transporte

Se desea inyectar una droga en forma endovenosa. La misma viene presentada como una solución con una osmolaridad de 0,25 osm/L. El volumen a inyectar es de 3 ml. Conociendo que la presión osmótica del plasma sanguíneo a temperatura fisiológica (37 °C) es de 5900 mmHg, indique que cantidad de NaCl deberá agregar a los 3 ml de droga para que la misma sea isoosmolar con el plasma

Datos: 1 atm = 1,013 x 10^6 barias = 760 mmHg; Mr NaCl = 58,5 gr/mol; g = 980 cm/s²; Coeficiente osmótico NaCl(g) = 0,90

 

∏ = R T Osm

 

Donde

∏ = presión osmótica = 5900 mmHg (1 atm / 760 mmHg) = 7,76 atm

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

T = temperatura = 37° C + 273 = 310 K

Osm = osmolaridad

 

Reemplazando y despejando Osm

Osm = ∏ / (R T) = 7,76 atm / (0,082 L.atm / K.mol 310 K) = 0,305 mol/L

 

Osm Plasma = Osm fármaco + Osm NaCl (iso osmolar)

 

Donde

Osm plasma = 0,305 osm/L

 

Osm fármaco = 0,25 osm / L

 

Osm NaCl = osmolaridad del NaCl = M i

M = molaridad de NaCl = moles / V

moles = masa / Mr

masa = masa de NaCl

Mr = masa molar = 58,5 gr/ mol

V = Volumen = 3 ml ⁼ 0,003 L

i = factor de Van´t Hoff = υ g

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

g = grado de disociación = 0,90

 

Reemplazando

Osm plasma = Osm fármaco + masa / (Mr V)  υ g

despejando masa

masa = (Osm plasma – Osm fármaco) Mr V / (υ g)

masa = (0,305 osm/ L – 0,25 osm/L) 58,5 gr 0,003 L / (2 * 0,90) = 5,4 x 10^-3 gr

 

Biofísica UBA XXI Segundos Parciales 2024

 Biofísica UBA XXI

Segundos Parciales  2024

1er Cuatrimestre - Junio 24

Tema 2

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Tema 4

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Tema 6

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Indice

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Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T2 – 1 Fenómenos de transporte

El bronce es una solución solida (una aleación) formada por cobre y estaño en proporciones del 88% y 12% respectivamente. ¿Cuantos moles de estaño hay en un 1 kg de bronce y que elemento es el soluto de la solución?

Datos: Mr estaño = 118,7 gr/mol

 

ne = masa / Mr

 

Donde

ne = moles de estaño

masa de estaño = 12% masa bronce

masa de bronce = 1 kg = 1000 gr

Mr = masa molar de estaño = 118,7 gr/mol

 

reemplazando 

ne = 12 % 1000 gr / 118,7 gr/mol = 1,01 moles

 

% estaño < % cobre à soluto: estaño

Biofísica UBA XXI Final Dic24 T1 10. Fluidos

Un líquido (agua) circula por un conducto horizontal de sección circular a 2500 ml/s. En un punto, denominado “A”, del conducto la presión propia del agua es de 7 x 10^5 barias. En un segundo punto “B”, el tubo se angosta hasta tener un diámetro de 2,5 cm. ¿Qué presión propia (en barias) soporta el tubo en ese punto “B”?

Datos: Radio A = 2,25 cm; densidad del agua: 1 g/ml;

considere que los puntos A y B se encuentran a la misma altura.

 

Q = vA SA = vB SB (ecuación de continuidad)

 

Donde

Q = caudal = 2500 ml/s (1 l / 1000 ml) (1 dm³ / 1 l) (1000 cm³ /1 dm³) = 2500 cm³/s

vA = velocidad en A

SA = sección A = π RA^2

RA = radio en A = 2,25 cm

vB = velocidad B

SB = sección B = π RB^2

RB = radio en B = DB / 2

DB = diámetro en B = 2,5 cm

 

Reemplazando y despejando vA y vB

vA = Q / (π RA^2) = 2500 cm³/s / (π (2,25 cm)^2) = 157,19 cm/s

vB = Q / (π (DB / 2)^2 ) = 2500 cm³/s / (π (2,5 cm/2)^2) = 509,30 cm/s

 

PA + 1/ 2 δ vA^2 + δ g hA = PB + 1/ 2 δ vB^2 + δ g hB (Ecuación de Bernoulli)

 

Donde

PA = presión en A = 7 x 10^5 ba

δ  = densidad del agua = 1 gr / cm3

hA = altura del conducto en A

PB = presión en B

hB = altura del conducto en B = hA (conducto horizontal)

 

 

Reemplazando y despejando PB

PB = PA + 1/ 2 δ vA^2 - 1/ 2 δ vB^2 = 7 x 10^5 ba + 1/ 2  1 gr / cm3 ((157,19 cm/s)^2 – (509,30 cm/s)^2) = 5,83 x 10^5 ba

 

 

 

Biofísica UBA XXI Final Dic24 T1 9. Mecánica

Por simple curiosidad Manuel deja caer su chupete desde el borde del balcón de su casa que se encuentra a 15 m de altura de la calle. Sin embargo, el chupete no llega hasta el piso, sino que aterriza sobre un techo que se encuentra a 250 cm de la calle. Determine la velocidad final del mismo.

Dato: g = 9,8 m/s²

 

Ecuaciones horarias

y = yo + vo t - 1/ 2 g t^2

v = vo – g t

 

Donde

y =   altura en el instante t = 250 cm = 2,50 m

yo = altura inicial = 15 m

vo = velocidad inicial = 0 (deja caer)

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

t = tiempo de vuelo

v = velocidad en el instante t

 

Reemplazando en la ecuación de la altura y despejando t

t = raíz (2 (yo – y) / g)

 

Reemplazando en la ecuación de la velocidad

v = - raíz (2 (yo - y) g) = - raíz (2 (15 m – 2,5 m) 9,8 m/s²) = - 15,65 m/s

 

 

Biofísica UBA XXI Final Dic24 T1 8. Fenómenos de transporte

 Teniendo en cuenta los conceptos estudiados en la Unidad 4 sobre difusión puede afirmar que:

 

	a)     La permeabilidad de la membrana para un soluto aumenta cuanto mayor sea la temperatura y es independiente del medio en el cual difunde el mismo. Falso   P = D / ∆x   Donde P = permeabilidad D = coeficiente de difusión ∆x = espesor de la membrana   La permeabilidad depende del coeficiente de difusión El coeficiente de difusión depende del medio en el cual se difunde
X	b)    El coeficiente de difusión de un soluto aumenta cuanto mayor sea la temperatura y se verá afectado por el medio en el cual difunde el soluto. Verdadero   El coeficiente de difusión depende: -        de la temperatura (a mayor temperatura, mayor coeficiente de difusión), -        del soluto  -        del medio en el cual se difunde
	c)     El coeficiente de difusión de un soluto aumenta cuanto mayor sea la temperatura y no se ve afectado por el medio en cual difunde el soluto. Falso   El coeficiente de difusión depende del medio en el cual se difunde
	d)    La permeabilidad de la membrana para un soluto disminuye cuanto menor sea la temperatura y el espesor de la membrana por la cual difunde el soluto. Falso   P = D / ∆x   Donde P = permeabilidad D = coeficiente de difusión ∆x = espesor de la membrana   La permeabilidad depende inversamente del espesor de la membrana (cuanto menor sea el espesor de la membrana, mayor permeabilidad)
	e)     El coeficiente de difusión de un soluto disminuirá cuanto menor sea la temperatura y el espesor de la membrana a través de la cual difunde el soluto. Falso   El coeficiente de difusión no depende del espesor de la membrana
	f)      El coeficiente de difusión de un soluto se encuentra determinado exclusivamente por el tipo de soluto que difunde. Falso   El coeficiente de difusión depende de la temperatura