Ayuda en Fisica

1,8 mol de un gas ideal, que inicialmente ocupa un volumen de 12,7 dm³ , se comprime manteniendo su presión constante en 3,9 atm. Determinar su volumen final, sabiendo que en dicha transformación el calor cedido por el sistema es de 395 cal.

Datos: ∆U = -7,3 l.atm; R = 2 cal/K.mol = 8,31 J/K.mol = 0,082 l.atm/K.mol

	a) 5,32 dm³	b) 85,5 dl
X	c) 1,04 dal	d) 0,118 hl
	e) 18,73 l	f) 231,15 cl

ΔU = Q – W

Donde

ΔU = variación de la energía interna = - 7,3 l.atm

Q = calor cedido = - 395 cal

W = trabajo (a presión constante) = P ΔV

P = presión = 3,9 atm

ΔV = Vf – Vi

Vf = volumen final

Vi = volumen inicial = 12,7 dm³ = 12,7 L

Q = - 395 cal * (0,082 L.atm/K.mol / 2 cal/K.mol) = - 16,20 L.atm

Reemplazando y despejando ΔV

ΔV = (Q – ΔU) / P = ( - 16,20 L.atm - (- 7,3 L.atm)) / 3,9 atm = - 2,28 L

Vf = ΔV + Vi = - 2,28 L + 12,7 L = 10,42 L = 1,04 dal

Biofísica UBA XXI Final Feb 22 44. Termodinámica

Si se repite la experiencia del equivalente mecánico del calor utilizando, en lugar de agua, 1,10 l de glicerina (Ce = 0,58 cal/g°C), determinar cuál será la variación de temperatura observada si se deja caer 110 veces cada una de las dos pesas utilizadas desde una altura de 85 cm.

Datos: masa de cada pesa = 1750 g; 1 cal = 4,18 J; g = 980 cm/s² ;

1 Joule = 1.107 ergios; δglicerina = 1,26 g/cm³

	a) 0,42 K	b) 1,43 K
X	c) 0,96 K	d) 1,83 K
	e) 3,99 °C	f) 2,75 °C

Experiencia de Joule

Q = W

donde

W = trabajo = n 2 P Δh

n = número de veces arrojadas = 110

2 = dos pesas

P = peso de cada pesa = Mp* g

Mp = masa de cada pesa = 1.750 gr = 1,75 kg

g = aceleración de la gravedad = 980 cm/s² = 9,8 m/s²

Δh = altura desde donde se arrojan las pesas = 85 cm = 0,85 m

W = n 2 Mp g Δh = 110 * 2 * 1,75 kg 9,8 m/s²0,85 m = 3.207,05 J / 4,18 J = 767,24 cal

donde

Q = calor absorbido por el líquido = m ce ΔT

m = masa del líquido = δliq V

δliq = densidad del líquido = 1,26 g/cm³

V = volumen del líquido = 1,10 L = 1,10 dm³ = 1100 cm³

ce = calor especifico del líquido =0,58 cal/gr ºC

ΔT = variación de la temperatura

Reemplazando y despejando ce

ΔT = Q / (δliq V ce) = 767,24 cal / (1,26 g/cm³ 1.100 cm³ 0,58 cal/gr ºC) = 0,954 ºC = 0,954 K

Biofísica UBA XXI Final Feb 22 43. Fluidos

Según lo estudiado sobre densidad y peso específico elija la opción correcta:

a) El agua presenta mayor densidad en estado sólido que en estado líquido, ya que para un mismo valor de masa el estado sólido ocupa un volumen menor

Falso

Densidad del hielo < densidad del agua

b) El peso específico indica la cantidad de moléculas por volumen de un objeto y se modifica de acuerdo a la fuerza de gravedad.

Falso

Peso específico = peso / volumen = masa * g / volumen DEPENDE de g

masa = número de moles * Masa relativa DEPENDE del material

número de moles = cantidad de moléculas / nº de Avogadro

c) El peso específico indica la relación entre el peso de un cuerpo y el volumen que este ocupa, siendo su valor independiente de la fuerza de gravedad.

Falso

Peso específico = peso / volumen = masa * g / volumen DEPENDE de g

d) El peso específico indica la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que este ocupa, su valor no se modifica de acuerdo al valor de la fuerza de gravedad

Falso

Peso específico = peso / volumen = masa * g / volumen DEPENDE de g

e) La densidad indica la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa y no se modifica de acuerdo al valor de la fuerza de gravedad

Verdadero

Densidad = masa / volumen NO depende de g

f) La densidad indica la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa y se modifica de acuerdo al valor de la fuerza de gravedad

Densidad = masa / volumen NO depende de g

lunes, 2 de mayo de 2022

Biofísica UBA XXI Final Feb 22 42. Fluidos

Se deja caer al fondo de un vaso con líquido una pastilla para la acidez. Calcule la presión total que soporta la misma teniendo en cuenta que el vaso se encuentra abierto en su parte superior.

Datos: δlíquido= 14 dg/cm³ , altura: 30 dm, g = 9,8 m/s²

1,013.10⁶ barias = 1,013.10⁵ pascales = 760 mmHg = 1 atm

a) 0,004 atm		b) 0,41 atm
c) 1,6 atm	X	d) 1,41 atm
e) 411600 barias		f) 116400 barias

Ptot = Patm + Phidro

Donde

Ptot = presión total

Patm = presión atmosferica = 101300 Pa

Phidro = presión hidrostática = δ g h

δ = densidad del liquido = 14 dg /cm³ = 1,4 g / cm³ = 1.400 kg/m³

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

h = profundidad o altura del liquido = 30 dm = 3 m

reemplazando

Ptot = 101.300 Pa + 1.400 kg/m³9,8 m/s²3m = 142.460 Pa

Ptot = 142.460 Pa * 10 barias / 1 Pa = 1.424.600 barias

Ptot = 142.460 Pa * 1 atm / 101.300 Pa = 1,41 atm

Biofísica UBA XXI Final Feb 22 41. Mecánica

Sara está pintando subida a una escalera ubicada a 9 m del piso. Desde esa altura se cae verticalmente hacia abajo un pincel. María logra agarrarlo antes de que toque el piso, a 1,8 metros de distancia del mismo. Calcule el tiempo que tarda en caer el pincel hasta que es agarrado por María.

Dato: g = 9,8 m/s² .

a) 0,89 s	X	b) 1,21 s
c) 1,49 s		d) 1,72 s
e) 3,48 s		f) 5,33 s

Ecuacion horaria

y = yo + vo t – 1/ 2 g t^2

donde

y = altura en el instante t = 1,8 m

yo = altura inicial = 9 m

vo = velocidad inicial = 0 (el pincel cae)

g = aceleración dela gravedad = 9,8 m/s²

t = tiempo empleado

reemplzando y despejando t

t^2 = (y – yo) /(- 1/ 2 g) = ( 1,8 m - 9 m) / ( -1/ 2 * 9,8 m/s²) = 1,47 s2

t = (1,47 s²)^(1/2) = 1,21 s

Biofísica UBA XXI Final Feb 22 40. Ondas

Determine la velocidad de la luz en un líquido si el ángulo límite de la glicerina respecto de este es de 70°.

Datos: nglicerina = 1,47; C = 300000 km/s.

	a) 204081,63 km/s	b) 1,5 x 10⁹ km/h
	c) 4,6 x 10^-6 km/s	d) 4,6 x 10^-6 m/s
X	e) 2,17 x 10⁵ km/s	f) 217391,3 m/s

Angulo límite

n1 sen θ = n2 sen 90° ley de snell

donde

n1 = índice de refracción de la glicerina = 1,47

θ = ángulo de incidencia = 70º

n2 = índice de refracción del líquido = C / v

C = velocidad de la luz = 300.000 km/h

v = velocidad de la luz en el liquido

reemplazado y despejando v

v = C / ( n1 sen θ ) = 300.000 km/h /( 1,47 sen 70º) = 217.179 km/h = 2,17 x 10⁵ km/s