Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T6 – 1 Termodinámica

Según la aprendido en la Unidad 2 con respecto a la Humedad Absoluta, marque con una cruz la opción correcta:

 

Ha = mv / V

 

Donde

Ha = humedad absoluta

mv = masa de vapor de agua en el ambiente

V = volumen del ambiente

 

Hr = mv / mvs = pv / pvs

 

Donde

Hr = humedad relativa

mv = masa de vapor de agua en el ambiente

mvs = masa de vapor saturado en el ambiente a esa temperatura

pv = presión de vapor de agua en el ambiente

pvs = presión de vapor saturado en el ambiente a esa temperatura

 

	a.     Es el producto entre la masa de vapor de agua que hay en un ambiente y el volumen de ese ambiente Falso
	b.     Es el porcentaje de vapor de agua que está presente en el aire en relación con la máxima cantidad de vapor que podría contener Falso   Hr = mv / mvs (humedad relativa)
X	c.      Es la relación entre la masa de vapor de agua que hay en un ambiente y el volumen de ese ambiente. Verdadero   Ha = mv / V
	d.     Es la relación entre presión de vapor presente en el aire y la presión de vapor cuando el aire está saturado de vapor a una temperatura Falso   Hr = pv / pvs (humedad relativa)
	e.      Es la máxima masa de vapor de agua que el aire puede contener en un determinado volumen Falso
	f.      Es el producto entre presión de vapor presente en el aire y la presión de vapor cuando el aire está saturado a una temperatura Falso

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T4 – 10 Termodinámica

En un refrigerador se colocan dos botellas de agua a la misma temperatura, una de 500 ml y la otra de 2 ltr. Pasada media hora, se congela la botella de 500 ml y, una hora más tarde, se congela la botella de 2 ltr. Elegir la opción correcta:

 

Q = m ce (0°C – T) - m Lf

 

Donde

Q = calor cedido

m = masa = δa V

δa = densidad del agua

V = volumen

ce = calor especifico del agua

T = temperatura inicial

Lf = calor latente de fusión

 

Reemplazando

Q = δa V ce (0°C – T) - δa V Lf

 

La densidad, el calor especifico, la temperatura inicial y el calor latente de fusión son iguales en ambas botellas

 

Botella 1 (500 ml): V1 = 500 ml

Q1 = V1 (δa ce (0°C – T) - δa Lf)

 

Botella 2 (2 ltr): V2 = 2 ltr

Q2 = V2 (δa ce (0°C – T) - δa Lf)

 

V1 < V2  à  Q1 < Q2

 

	a.     La botella de 500 ml perdió más calor que la de 2 ltr. Falso
	b.     Ambas botellas perdieron la misma cantidad de calor. Falso
	c.      No es posible saber que botella perdió más calor. Falso
	d.     Ambas botellas absorbiendo la misma cantidad de calor. Falso
X	e.      La botella de 2 ltr perdió más calor de la de 500 ml. Verdadero   V1 < V2  à  Q1 < Q2
	f.      Ambas botellas deberían haberse congelado al mismo tiempo. Falso   V1 < V2  à  Q1 < Q2  à t1 < t2

 

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T4 – 9 Mecánica

Un pino mide 12 m de alto, de una rama que se encuentra a la mitad de altura del pino cae una piña. Calcular la velocidad que alcanza la piña al caer.

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

yo = altura inicial = 12 m / 2 = 6 m

vo = velocidad inicial = 0

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

t = tiempo transcurrido

v = velocidad en el instante

 

 

Reemplazando en la ecuación del desplazamiento y despejando t

t = raíz (yo / (1/2 g) = raíz (6 m / (1/ 2 * 9,8 m/s²) = 1,11 s

 

Reemplazando en la ecuación de la velocidad

v = - g t = - 9,8 m/s²   1,11 s = -10,84 m/s

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T4 – 8 Termodinámica

Dado un gas anestésico con una constante k = 3,7 x 10^-4 M/atm, si se desea lograr una concentración en sangre de 0,5 x 10^-4 M y el mismo se administra en una mezcla de gases con una presión total de 600 mmHg, indicar cuál es la fracción molar del gas.

Datos: 1 atm = 760 mmHg

 

 

Ley de Henry

[Gas] = K Pp

 

Donde

[Gas] = concentración del gas en el líquido = 0,5 x 10^-4 M

K = constante de Henry = 3,7 x 10^-4 M/atm

Pp = presión parcial del gas

 

Ley de Dalton

ꭓ = Pp/ PT

 

Donde

ꭓ = fracción molar

Pp = presión parcial del gas

PT = presión total = 600 mmHg (1 atm / 760 mmHg) = 0,789 atm

 

Reemplazando en la Ley de Dalton y despejado Pp

Pp = ꭓ PT

 

Reemplazando en la Ley de Henry

[Gas] = K  ꭓ PT

 

Despejando ꭓ

ꭓ = [Gas] / (K PT) = 0,5 x 10^-4 M / (3,7 x 10^-4 M/atm 0,789 atm) = 0,171

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T4 – 7 Fluidos

 

La presión de vapor de un líquido:

 

	a.     Depende de la presión externa a la que está sometido dicho líquido. Falso   La presión de vapor no depende de la presión externa
	b.     Es independiente de la temperatura a la que se encuentra dicho liquido Falso   La presión de vapor depende de la temperatura
	c.      Aumentará si aumenta el volumen del liquido Falso   La presión de vapor no depende del volumen
X	d.     Es independiente de la presión externa a la que está sometido dicho líquido. Verdadero   La presión de vapor no depende de la presión externa
	e.      Aumentará si disminuye la temperatura Falso   La presión de vapor aumenta con la temperatura
	f.      Sera mayor si aumenta el área de interfase liquido - vapor Falso   La presión de vapor no depende del área de interfase

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T4 – 6 Fluidos

Por un tubo horizontal de sección variable circula un líquido ideal cuya densidad es de 1,025 gr/cm³. En un punto A la presión propia es de 45000 Pa. Cuál es la velocidad en A (en m/s), sabiendo que en otro punto (B) a la misma altura la velocidad es de 6 m/s y la presión propia es de 32300 Pa?

 

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 = 45000 Pa

δ = densidad del líquido = 1,025 gr/cm³ (1 kg /10^3 gr) (10^6 cm³ / 1 m³) = 1025 kg/m³

vA = velocidad en A

g = aceleración de la gravedad

hA = altura de caño en A

 

PB = presión en B = 32300 Pa

vB = velocidad en B = 6 m/s

hB = altura de caño en B = hA

 

Reemplazando y despejando vA

vA = raíz (PB + 1 /2 δ vB^2 – PA) / (1 /2 δ) = raíz (32300 Pa + 1/ 2 1025 kg/m³ (6 m/s)^2 -45000 Pa) / (1/ 2 1025 kg/m³) = 3,35 m/s

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T4 – 5 Termodinámica

Determinar la cantidad de calorías que se transmiten durante 15 seg, a lo largo de la varilla de metal de 2,5 cm de radio y una longitud de 2 m, si la diferencia de temperatura entre sus extremos es de 75 °C.

Datos: constante de conductividad térmica del metal = 10,5 cal/m.s.°C

 

 

Q/t = - k A ΔT / L (Ley de Fourier)

 

donde

Q = calor transmitido

t = tiempo = 15 seg

k = conductividad del material de la barra = 10,5 cal/m.s.°C

A = Area = π R^2

R = radio = 2,5 cm = 0,025 m

ΔT = variación de la temperatura = 75 °C

L = longitud de la barra = 2 m

 

Reemplazando y despejando Q

Q = k π R^2 ΔT t / L = 10,5 cal/m.s.°C π (0,025 m)^2 75 °C 15 seg / 2 m = 11,59 cal