Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T4 – 4 Fenómenos de trasporte

Se tiene una solución acuosa de sacarosa cuya densidad de 1,1 gr/ml en el interior de la campana de un osmómetro. En el extremo del sistema se coloca una membrana semipermeable puta 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 encuentra a 21 °C

Datos: 1 atm = 760 mmHg = 1,013 x 10^6 barias = 1,013 x 10^5 Pascal; g = 9,8 m/s²; R = 0,082 L.atm/K.mol

 

Ph = ∏

 

Donde

Ph = presión hidrostática = δ g h

δ = densidad = 1,1 gr/ml (1 kg/1000 gr) (1000 ml / 1 L) (1 L / 1 dm³) (1000 dm³/1 m³) = 1100 kg/m³ 

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

h = altura = 900 mm (1 m / 1000 mm) = 0,90 m

 

Ph = 1100 kg/m3 9,8 m/s2 0,90 m = 9702 Pa (1 atm / 1,013 x 10^5 Pa) = 0,0958 atm

 

∏ = presión osmótica = Osm R T

Osm = osmolaridad

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

T = temperatura = 21 °C + 273 = 294 K

 

Reemplazando y despejando Osm

Osm = Ph / (R T) = 0,0958 atm / (0,082 L.atm/K.mol 294 K) = 0,039 Osm/L  

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T4 – 3 Ondas

Calcule el ángulo limite si un rayo atraviesa los medios T y B

Datos: nT = 1,31; nB = 1,7

 

n1 sen i = n2 sen r (Ley de Snell)

 

Donde

n1 = índice del medio de incidencia

i = ángulo de incidencia

n2 = índice del medio de refracción

r = ángulo de refracción

 

Angulo limite à r = 90° à n1 > n2 à el rayo incide del medio B al T

 

Reemplazando

nB sen iL = nT sen 90°

 

despejando iL

iL = arco sen (nT / nB) = arco sen (1,31 / 1,7) = 40,51°

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T4 – 2 Electricidad

Con los datos del circuito, calcular la intensidad de corriente que circula en R2.

Datos: R1 = 1 Ω; R2 = 3 Ω; R3 = 6 Ω; V3 = 20 V

 

 

R1, R2 y R3 resistencias en paralelo

V1 = V2 = V3 = 20 V

 

V = R I (Ley de Ohm)

 

Donde

V = diferencia de potencial = 20 V

R = resistencia = R2 = 3 Ω

I = intensidad en R2

 

Reemplazando y despejando R2

I = V / R2 = 20 V / 3 Ω = 6,67 A

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T4 – 1 Electricidad

Se realiza un trabajo de 15 J para trasladar una carga de 0,2 C a través de un capacitor que tiene un campo eléctrico de 8 N/C. A que distancia se encuentran las placas?

 

W = F d

 

Donde

W = trabajo = 15 J

F = fuerza eléctrica = q E

q = carga = 0,2 C

E = campo eléctrico = 8 N/C

d = distancia

 

Reemplazando y despejando d

d  = W / (q E) = 15 J / (0,2 C 8 N/C) = 9,375 m

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T2 – 10 Electricidad

Un circuito posee tres artefactos que se encuentran conectados en paralelo. Sabiendo que I1 = I2, calcular el valor de I3.

Datos: ∆V total = 110 V; R total = 17 Ω; R2 = 43 Ω

  

∆V = I R (Ley de Ohm)

 

Donde

∆V = diferencia de potencial = 110 V

I = intensidad total

R = resistencia total = 17 Ω

 

Reemplazando y despejando I

I = ∆V / R = 110 V / 17 Ω = 6,47 A

 

Artefactos en paralelo

∆V = ∆V1 = ∆V2 = ∆V3

I = I1 + I2 + I3

 

 Artefacto 2

∆V2 = I2 R2 (Ley de Ohm)

 

Donde

∆V2 = diferencia de potencial = 110 V

I2 = intensidad en 2

R2 = resistencia 2 = 43 Ω

 

Reemplazando y despejando I2

I2 = ∆V2 / R2 = 110 V / 43 Ω = 2,56 A

  

Reemplazando en la intensidad y despejando I3

I3 = I – I1 – I2 = 6,47 A – 2,56 A – 2,56 A = 1,35 A

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T2 – 9 Fenómenos de transporte

Considerando lo estudiado en la Unidad 4, si tenemos dos soluciones acuosas, una de 0,1 molar de glucosa y otra solución 0,1 molar de NaCl con coeficiente osmótico de 0,9

 

Osm = M i

 

Donde

Osm = osmolaridad

M = molaridad = 0,1 molar

i = factor de Van´t Hoff = υ g

υ = número de iones por partícula

g = grado de disociación (coeficiente osmótico)

 

Solución de glucosa

Osm glucosa = osmolaridad

M = molaridad = 0,1 molar

i = factor de Van´t Hoff = υ g

υ = número de iones por partícula = 1 (no se disocia)

g = grado de disociación (coeficiente osmótico) = 1

 

Osm glucosa = 0,1 molar * 1 * 1 = 0,1 osm

 

Solución de NaCl

Osm NaCl = osmolaridad

M = molaridad = 0,1 molar

i = factor de Van´t Hoff = υ g

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

g = grado de disociación (coeficiente osmótico) = 0,9

 

Osm NaCl = 0,1 molar * 2 * 0,9 = 0,18 osm

 

Osm NaCl > Osm glucosa

 

	a)     Ambas soluciones tienen la misma osmolaridad Falso   Osm NaCl > Osm glucosa
	b)    La solución de glucosa tendrá mayor osmolaridad que la de NaCl Falso   Osm NaCl > Osm glucosa
	c)     Para la solución de glucosa se cumple que Osm < M Falso   Osm = M
	d)    Para la solución de glucosa se cumple que Osm > M Falso   Osm = M
	e)     Para la solución de NaCl se cumple que Osm < M Falso   Osm > M
X	f)      Para la solución de NaCl se cumple que Osm > M Verdadero   Osm > M

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T2 – 8 Ondas

Sabiendo que la velocidad de la luz en el vacío es igual a 300000 km/s. Calcule la frecuencia (f) de una onda que presenta una longitud d onda (λ) de una onda de 1,2 x 10^-6 m

 

C = λ f

 

Donde

C = velocidad de la luz en el vacío = 300000 km/s (1000 m / km) = 3 x 10^8 m/s

λ = longitud de onda = 1.2 x 10^-6 m 

f = frecuencia

 

Reemplazando y despejando f

f = C / λ = 3 x 10^8 m/s / 1,2 x 10^-6 m = 2,5 x 10^14 Hz

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Jun24 T2 – 7 Electricidad

Dos cargas, Q1 de 0,5 C y Q2 de 0,1 C, se encuentran en el aire. La fuerza entre ellas es repulsiva y tiene un valor de 1,2 x 10^9 N . Determinar la distancia entre las dos cargas.

Datos: k = 9 x 10^9 N m² / C²

 

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

 

Donde

F = fuerza electrostática = 1,2 x 10^9 N

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

Q1 = carga 1 = 0,5 C

Q2 = carga 2 = 0,1 C

d = distancia entre las cargas

 

Reemplazando y despejando d 

d = raíz (K Q1 Q2 / F) = raíz (9 x 10^9 N m² / C² 0,5 C 0,1 C / 1,2 x 10^9 N) = 0,612 m