Biofísica UBA XXI Final Jul24 T2 3. Electricidad

Dos cargas, Q1 de 0,1 C y Q2 de 0,2 C están 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 = 0,1 C

Q2 = carga 2 = 0,2 C

d = distancia entre las cargas

 

Reemplazando y despejando d

d = raíz (K Q1 Q2 / F) = raíz (9 x 10^9 N m²/C²  0,1 C 0,2 C / (1,2 x 10^9 C) = 0.387 m

 

 

Biofísica UBA XXI Final Jul24 T2 2. Fenómenos de transporte

Una partícula pequeña y neutra se encuentra distribuida en el interior y exterior de una célula. Indique en cuál de las siguientes condiciones se podría ver incrementado el flujo de esta partícula:

 

Ley de Fick

 

| φ | = D A ΔC / Δx

 

donde

φ = flujo de partículas

A = Área de la membrana

Φ = φ / A = densidad de flujo

D = coeficiente de difusión (depende de la partícula, de la temperatura (T) y del medio)

P = permeabilidad de la membrana = D / Δx

ΔC = variación de la concentración = Cext – Cint

Cext = concentración externa

Cint = concentración interna

Δx = espesor de la membrana

G = ΔC / Δx = gradiente de la concentración

 

 

X	a)     Si aumenta el gradiente de concentración y aumenta la temperatura Verdadero   | φ  | = D A G   G aumenta T aumenta à D aumentan à | φ | aumenta
	b)    Si aumenta la concentración interna y disminuye la concentración externa Falso   Cint aumenta y Cext disminuye à  ΔC disminuye à | φ | disminuye
	c)     Se disminuye la temperatura y disminuye la concentración externa. Falso   Cect disminuye à  ΔC disminuye T disminuye à D disminuye                    à | φ | disminuye
	d)    Si aumenta la concentración interna y aumenta el espesor de la membrana Falso Cint  aumenta y Δx aumenta  à | φ | disminuye
	e)     Si aumenta proporcionalmente la concentración externa e interna Falso   Cint y Cect aumentan proporcionalmente  à  ΔC se mantiene constante à | φ | no varia
	f)      Si aumenta el espesor de la membrana y disminuye la temperatura Falso   Δx aumenta T disminuye à D disminuye  à | φ | disminuye

 

 

Biofísica UBA XXI Final 2024

 Biofísica UBA XXI Finales 

Final  Julio/24

Tema 2

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Final  Diciembre/24

Tema 1

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Indice 
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Biofísica UBA XXI Final Jul24 T2 1. Fenómenos de transporte

Determine la osmolaridad de una solución acuosa, sabiendo que se compone por 6,8 gr de Ba2SO4 (coeficiente osmótico = 0,8) y 5,7 gr de NaCl totalmente disociado en 600 ml de agua destilada.

Datos; Mr Ba2SO4 = 233,4 gr/mol y Mr NaCl = 58,5 gr/mol 

  

Osm solución = Osm A + Osm B

 

Donde

Osm solución = osmolaridad de la solución

 

Osm A = osmolaridad de Ba2SO4 = MA iA

MA = molaridad de A = Moles A / V

Moles A = mA / Mr A

mA = masa = 6,8 gr

Mr A = masa molar = 233,4 gr/mol

V = volumen de la solución (en litros) = 600 ml = 0,6 lt

 

iA = factor de Van´t Hoff = υA gA

υA = número de iones por partícula = 3 (Ba2SO4 se disocia en 3 iones)

gA = grado de disociación = 0,8 (coeficiente osmótico)

 

Osm B = osmolaridad del NaCl = MB iB

MB = molaridad de B = Moles B / V

Moles B = mB / Mr B

mB = masa = 5,7 gr

Mr B = masa molar = 58,5 gr/mol

 

iB = factor de Van´t Hoff = υB gB

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

gB =   grado de disociación NaCl = 1 (totalmente disociado)

 

 

reemplazando

Osm solución = 6,8 gr / 233,4 gr/mol 3 * 0,8 / 0,6 lt + 5,7 gr / 58,5 gr/mol 2 * 1 / 0,6 lt = 0,44 osm/lt

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T8 – 10 Termodinámica

 En un laboratorio se realizó la experiencia de Joule usando primero un recipiente con 150 gr de agua y luego uno con 300 gr de agua.

Seleccione la opción correcta respecto de los resultados obtenidos:

 

Q = L (experiencia de Joule)

 

Donde

Q = calor absorbido por el fluido = m ce ∆T

m = masa del líquido

ce = calor especifico

∆T = variación de temperatura

 

L = trabajo entregado = N 2 Pp h

N = número de veces

Pp = peso de cada pesa

h = altura 

 

 El calor (cal) y el trabajo (J)  son formas de energía à Existe alguna equivalencia entre sus unidades (equivalente mecánico del calor)

 

No depende del tipo ni de la cantidad del fluido, ni de como se genere el trabajo.  

 

	a.     Al duplicar la masa de agua, se duplica la cantidad de energía mecánica en Joules que equivale a una Caloría Falso
X	b.     Al duplicar la masa de agua, se mantiene la cantidad de energía mecánica en Joules que equivale a una Caloría Verdadero
	c.      Al duplicar la masa de agua, disminuye la cantidad de energía mecánica en Joules que equivale a una Caloría Falso
	d.     Al duplicar la masa de agua, ya no existe equivalencia entre energía mecánica y calor Falso
	e.      Al duplicar la masa de agua, el trabajo realizado por las pesas disminuyó el calor del sistema Falso
	f.      Al duplicar la masa de agua, se obtuvo una temperatura final menor a la inicial Falso

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T8 – 9 Termodinámica

Un mol de un gas ideal evoluciona de manera isobárica desde un estado A hacia un estado B expandiendo su volumen. Durante dicha evolución presenta una variación en su energía interna de 180 cal. Indique el calor intercambiado por el sistema, expresado en calorías.

Datos: 0,082 L.atm = 8,31 J = 2 cal; R = 0,082 L.atm/K.mol; Presión estado A = 1 atm; Volumen A = 20 L; temperatura B = 20°C

 

ΔU = Q – L  (Primer principio de la termodinámica)

donde
ΔU = variación de la energía interna = 180 cal

Q = calor

L = trabajo isobárico = P (VB – VA)

P = presión en el estado A = 1 atm

VB = volumen en el estado B = n R TB / PB (Ecuación de estado de los gases ideales)

n = número de moles = 1 mol

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

TB = temperatura en el estado B = 20 °C + 273 = 293 K 

PB = presión en el estado B = PA

VA = volumen en el estado A = 20 L

 

Reemplazando en L

L = 1 atm (1 mol 0,082 L.atm / mol.K 293 K / 1 atm – 20 L) = 4,026 L.atm (2 cal / 0,082 L.atm) = 98,20 cal

 

Reemplazando en el primer principio

Q = ΔU + L = 180 cal + 98,20 cal = 218,20 cal