Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T3 – 7 Mecánica

 

El siguiente es un gráfico de velocidad en función del tiempo de un móvil que realiza varios movimientos rectilíneos uniformemente variado durante un cierto tiempo.

Elegir la opción correcta:

 

 

 

 

La aceleración es la pendiente de la recta v-t

 

 

	a)     El tramo 3 tiene velocidad nula Falso   Tramo 3: velocidad constante > 0
	b)    El tramo 1 tiene aceleración negativa Falso   Tramo 1: pendiente positiva à a > 0
	c)     Los tramos 1 y 2 tienen la misma aceleración Falso   Tramo 1: pendiente positiva à a > 0 Tramo 2: pendiente negativa à a < 0
X	d)    Los tramos 2 y 4 tiene aceleración negativa Verdadero   Tramo 2: pendiente negativa à a < 0 Tramo 4: pendiente negativa à a < 0
	e)     Al terminar el tramo 4. El móvil vuelve a su velocidad inicial Falso   Velocidad inicial à v > 0 Velocidad final del Tramo 4 à v = 0
	f)      Durante los tramos 2 y 4 el móvil vuelve a su posición inicial Falso   Posición final del tramo 2 ≠ Posición final del tramo 4

 

 

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T3 – 6 Termodinámica

Determine la humedad relativa de un ambiente de 3 m de ancho, 3 m de largo y 3 m de alto que contiene 297 gr de vapor en su interior.

Dato: La máxima masa de vapor que puede contener es de 18 gr de vapor por m³.

 

Ha = mv / V

 

Donde

Ha = humedad absoluta

mv = masa de vapor = 297 gr

V = volumen = 3 m 3 m 3 m = 27 m³

 

Reemplazando

Ha = 297 gr / 27 m³ = 11 gr/m³

 

 

Hr = mv / msv

 

Donde

Hr = humedad relativa

mv = masa de vapor por m³

msv = masa de vapor saturado por m³

 

Reemplazando

Hr = 11 gr / 18 gr = 0,611 = 61,11 %

Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T3 – 5 Termodinámica

 De acuerdo a lo estudiado en la Unidad 2 sobre la presión de vapor, elija la opción correcta:

 

 

	a)     Se denomina presión de vapor a la fuerza de atracción que existe entre las moléculas de un solvente. Falso   Fuerza de cohesión = fuerza de atracción entre moléculas
	b)    Para medir la presión de vapor de un solvente se puede utilizar un recipiente abierto siempre que se mantenga constante la temperatura del mismo Falso   El recipiente debe ser cerrado.
X	c)     La presión de vapor es la presión que las moléculas de vapor ejercen sobre la interface liquido-vapor de un solvente líquido y se mide en un recipiente cerrado. Verdadero   Definición de presión de vapor
	d)    Las moléculas de un solvente escapan de la fase líquido a la fase vapor de forma constante sin importar la temperatura del sistema. Falso   Depende de la temperatura.
	e)     Se ha demostrado que a mayor temperatura menor es el número de moléculas que escapan a la fase vapor y por lo tanto menor es la presión de vapor Falso   A mayor temperatura mayor cantidad de partículas escapan a la fase vapor.
	f)      La presión de vapor solo depende del tipo de solvente Falso   Depende de la temperatura

 

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T3 – 4 Termodinámica

Si agregamos 10 ltros de agua a 13 °C en un acuario que contiene 90 ltros de agua a una temperatura de 27 °C. Que temperatura queda en el acuario luego de agregar el agua?  Desestime las pérdidas que se puedan producir con el ambiente.

Datos: Ceagua = 1 cal/ gr °C; δagua = 1 gr/cm³

 

 

Q = m1 cea (Te – 13 °C) + m2 cea (Te – 27 °C)

 

Donde

m1 = masa 1 de agua = δagua V1

cea = calor especifico del agua = 1 cal / gr°C

V1 = volumen de agua 1 = 10 ltros = 10 dm³ (1000 cm³ / 1 dm³) = 10000 cm³

δagua = densidad de agua = 1 gr/cm³

Te = temperatura de equilibrio

m1 = 1 gr/cm³ 10000 cm^{3 =} 10000 gr

 

m2 = masa 2 de agua = δagua V2

V2 = volumen de agua 2 = 90 ltros = 90 dm³ (1000 cm³ / 1 dm³) = 90000 cm³

m2 = 1 gr/cm³ 90000 cm³  = 90000 gr

 

 

Reemplazando y despejando Te

Te = (m1 cea 13°C + m2 cea 27°C) / (m1 cea + m2 cea) = (10000 gr 13 °C + 90000 27°C) / (10000 gr + 90000 gr) = 25,6 °C

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T3 – 3 Fluidos

 Calcular la fuerza obtenida en el embolo mayor de una prensa hidráulica si en el embolo menor se aplica una fuerza de 5 N y el embolo mayor presenta el triple de radio que el embolo menor. Ambos émbolos son circulares.

F1 / A1 = F2 / A2

 

Donde

F1 = fuerza en el embolo menor = 5 N

A1 = área del embolo menor = π r1^2

.r1 = radio del embolo menor

F2 = fuerza en el embolo mayor

A2 = área del embolo mayor = π r2^2

.r2 = radio del embolo mayor = 3 r1

 

Reemplazando y despejando F2

F2 = F1 / π r1^2 (π (3 r1)^2) = 3^2 5 N = 45 N

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T3 – 2 Mecánica

Un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 15000 mm/s. Calcule cuanto tiempo tarda en alcanzar la altura máxima.

Datos: g = 9,8 m/s²

 

v = vo – g t (Ecuación horaria)

 

Donde

v = velocidad en la altura máxima = 0

vo = velocidad inicial = 15000 mm/s = 15 m/s

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

t = tiempo hasta la altura máxima

 

Reemplazando y despejando t

t = vo / g = 15 m/s / 9,8 m/s² = 1,53 s

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T3 – 1 Fluido

Un recipiente de 5 ltr contiene Nitrógeno y Oxigeno. La presión dentro del mismo es de 4 atm y su temperatura es 280 K. Calcule la presión parcial del Oxigeno sabiendo que en el recipiente hay 0,3 moles de Nitrógeno.

Datos: R = 0,082 L.atm/K.mol

 

P V = n R T (Ley de Estado de gases ideales)

 

Donde

P = presión = 4 atm

V = volumen = 5 ltr

n = número total de moles

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

T = temperatura = 280 K

 

Reemplazando y despejando n

n = P V / (R T) = 4 atm 5 ltr / (0,082 L.atm/ mol.K 280 K) = 0,87 moles

 

 

PpO = χO  P

 

Donde

PpO = presión parcial del oxigeno

χO = fracción molar del Oxigeno = nO/ n

nO = moles de oxigeno = n – nN

nN = moles de nitrógeno = 0,3 moles

 

Reemplazando

PpO = (n – nN) / nN P = (0,87 moles – 0,3 moles) /0,87 moles 4 atm = 2,622 atm