1º Parcial X | Biofísica (2019)

Física e Introducción a la Biofísica

1P2C2019

23/10/19

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TEMA 11

APELLIDO:

SOBRE Nº:

NOMBRES:

Duración del examen: 1.30hs

DNI/CI/LC/LE/PAS. Nº:

CALIFICACIÓN:

Apellido del evaluador:

Lea atentamente cada pregunta y responda en los espacios pautados. Para las preguntas de opción múltiple marque con una X la opción correspondiente a la respuesta correcta. En todos los casos, marque una y sólo una opción . Si marca más de una opción, la pregunta será anulada.

Ejercicio N°1 (1 punto)

Una pelota es lanzada hacia arriba con una velocidad de 57 km/h. A qué distancia de su punto de partida se encuentra la misma cuando alcanza una velocidad de 0,5 m/s. Exprese el resultado en m

Datos: g = 9,8 m/s²

Tiro Vertical
Yo= 0m ; Vo= 57Km/h = 57000m/3600s = 15,833m/s ; Vf=0,5m/s ; g= -9,8m/s ² (por sistema de referencia)

Vf = Vo + g . t
0,5m/s = 15,833m/s + (-9,8m/s²) . t
t= 1,564s

Yf = Yo + Vo . t + ½ g . t²
Yf = 0m + 15,833m/s . 1,564s + ½ .( -9,8m/s²) . (1,564s)²
Yf= 12,776 m

Respuesta: …….…12,776 m

Ejercicio N°2 (1 punto)

Determine la cantidad de veces que hay que dejar caer las 2 pesas en un recipiente similar al utilizado por Joule, desde una altura de 1,8 m, para lograr una variación de temperatura de 0,92 K si el volumen de agua es de 567 ml

Datos: δ agua = 1 g/cm³; Ce agua = 1 cal/g °C; Peso de cada pesa = 9,71 N; 1 cal = 4,18 J; g = 9,8 m/s²

Q = m . Ce . (Tf – Ti); 567cm³ . 1 g/cm³ = 567g

Q = 567g . 1cal/g °C . 0,92°C

Q= 521,64 cal

2 cal = 8,31 Joule ; 521,64 cal . 8,31 J / 2 cal = 2180,45 Joule (J = N.m)

W = 2 . n . P . h
2180,45 J = 2. n . 9,71N . 1,8m
n= 62,37 > se deben dejar caer 63 veces.

Respuesta: ……63 veces.

Ejercicio N°3 (1 punto)

Marque con una cruz la opción que complete la siguiente oración:

Cuando un cuerpo se desplaza de un punto a otro con un MRU………..

	a) Su energía cinética sólo puede ser determinada en caso de conocer su velocidad y su masa. Se puede medir en watt
X	b) Su energía cinética tiene relación directa con su masa y se mantiene constante a lo largo del trayecto descripto por el cuerpo
	c) Su energía cinética es directamente proporcional a la altura respecto de un plano de referencia y se puede medir en joule
	d) Su energía cinética es directamente proporcional a la velocidad del mismo y no depende de su masa

E_c= ½ m . v² ; siendo la velocidad constante en MRU

Ejercicio N°4 (1 punto)

Dado un recipiente adiabático que contiene una masa inicial de hielo a -30° C, se introduce un cuerpo de 400 g en estado sólido (Ce = 0,39 cal/g °C) y pasa de una temperatura de 388K a una temperatura final de 285 K. Calcule la masa inicial de hielo. Datos: Ce hielo = 0,5 cal/g °C; Ce agua = 1 cal/g °C; C fusión hielo = 80 cal/g

Qa + Qc = 0 ; Qa= Q_{sensible hielo} + Q_fusion + Q_{sensible agua} ; 388°K = 115°C ; 285°K = 12°C ; (Tf – Ti) _cuerpo= -103°C

m_hielo. Ce_hielo (Tf – Ti)+ m _hielo . Cfusión_hielo + m_agua/hielo. Ce_agua (Tf – Ti)_agua + m_cuerpo. Ce _cuerpo (Tf – Ti)_cuerpo = 0

m_hielo. 0,5cal/g °c . 30°C + m_hielo . 80cal/g + m_agua/hielo . 1 cal/g °c . 12°C + 400g . 0,39 cal/g °C . -103°C = 0

m_hielo. 15cal/g + m_hielo . 80cal/g + m _agua/hielo . 12 cal/g + (-16068 cal) = 0

m_hielo. 107cal/g = 16068cal

m_hielo= 150,17

Respuesta: ………150,17g

Ejercicio N°5 (1 punto)

Determine el número de moles de oxígeno en una mezcla de gases que se encuentra en un recipiente adiabático de 3 dm de alto, 40 cm de ancho y 0,6 m de profundidad. La mezcla ejerce una presión de 1427 mmHg siendo el 27 % de la misma ocupada por oxígeno. La misma se encuentra a -23 °C

Datos: R= 0,082 l.atm/K.mol; 760 mmHg = 1 atm = 1,013x10⁶ barias = 1,013x10⁵ pascales

30cm alto . 40cm ancho . 60cm profundidad =72000cm³ = 72L ; P.V=n.R.T ; -23°C= 250°K

760mmHg_____1atm

1427mmHg____ 1,877atm

1,877atm . 72L = n_totales. 0,082L.atm/K.mol . 250°K

n_totales= 6,592moles

n_oxigeno= 6,592moles . 0,27

n_oxigeno= 1,779moles

Respuesta:………… 1,779moles

Ejercicio N°6 (1 punto)

En una habitación se mide la humedad relativa en 3 días diferentes del año, denominados A, B y C. En el día A la temperatura ambiente fue de 22°C, en el día B fue de 281 K y el día C fue de 39°C. Indique qué día presentó la mayor humedad relativa.

T_A= 22°C ;T_B = 281°K = 8°C ; T_C= 39°C

Rta: B, a menor T, menor Pv y mayor HR

Respuesta:…………B

Ejercicio N°7 (1 punto)

Considerando el principio de Pascal y observando el siguiente esquema, marque con una cruz la opción correcta:

Dato: A₂ = 1/5 A₁

	a) F₂.A₂ = F₁.A ₁
	b) F₂ = F₁
	c) F₂ > F₁
X	d) F₂ < F₁

F₁ / A₁ = F₂ / A_{2 ,} siendo A₂ < A₁ , F₂ < F₁

Ejercicio N°8 (1 punto) Marque con una X la opción correcta

A partir de las características de la transmisión de calor marque con una cruz la respuesta correcta:

	a) La conducción se puede producir entre dos extremos de un sólido que se encuentran a la misma temperatura.
	b) La radiación se puede dar en el vacío y el calor transmitido puede determinarse mediante la ley de Fourier.
	c) La conducción se produce entre dos líquidos a diferente temperatura.
X	d) La convección puede darse tanto en líquidos como en gases y no se corresponde con la ley de Fourier.

Ejercicio N°9 (1 punto)

Calcule cual es la máxima masa de vapor que puede contener una pecera de 40 cm de largo, 10 cm de ancho y 30 cm de alto, si se comienza a llenar de vapor y alcanza una humedad relativa del 25% cuando su humedad absoluta es de 3750 g/m³

dimensiones: 0,4m . 0,1m . 0,3m=0,012m³; HR= H absoluta/H máxima

0,25= 3750 g/m³/ H máxima

15000 g/m³= H máxima

1m³________15000g

0,012m³_____ 180g

Respuesta:…………. 180g

Ejercicio N°10 (1 punto)

Determine la variación de energía interna (en calorías) de un proceso donde 45 g de un gas ideal se expanden a una presión constante de 0,3 atm siendo la variación de volumen de 2,5 L y la variación de temperatura de 12 K,

Datos: Cep = 0,24 cal/g °C; R = 0,082 l atm/mol K = 2 cal/mol K = 8,31 J/mol K

W=P.(Vf-Vi) ; ΔT=12°C ; ΔU=Q-W

W= 0,3atm . 2,5 L = 0,75 L.atm

Q= m . Ce . Δ T

Q= 45g . 0,24 cal/g °C . 12°C

2cal = 0,082 L.atm ; Q= 129,6 cal . 0,082 L.atm/2cal = 5,31 L.atm

Δ U= 5,31 L.atm - 0,75 L.atm

ΔU= 4,56 L.atm = 111,219 cal

Respuesta: …………..111,219 cal