Física e Introducción a la Biofísica 1P2C2019 23/10/19 TEMA 10	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 piedra es lanzada hacia arriba con una velocidad de 108 km/h.¿A qué distancia, desde su punto de salida, se encuentra la misma cuando alcanza una velocidad es de 10 m/s?. Exprese el resultado en m

Datos: g = 9,8 m/s²

Tiro Vertical
Yo= 0m ; Vo=108Km/h = 108000m/3600s = 30m/s ; Vf=10m/s ; g= -9,8m/s ² (por sistema de referencia)

Vf = Vo + g . t
10m/s = 30m/s + (-9,8m/s² ) . t
t= 2,04s

Yf = Yo + Vo . t + ½ g . t²
Yf = 0 + 30m/s . 2,04s + ½ . ( -9,8m/s² ) . (2,04s) ²
Yf= 40,8 m

Respuesta: ……… 40,8 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 m, para lograr una variación de temperatura de 0,6 K si el volumen de agua es de 900 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

ΔT= 0,6 K = 0,6°C (ambas son escalas centígradas) ; (J = N.m)

Q = m . Ce . (Tf – Ti)

Q = 900g . 1cal/g °C . 0,6°C

Q= 540 cal

2 cal = 8,31 J ; 540 cal . 8,31J / 2 cal = 2257 J

W = 2 . n . P . h

2257 J = 2. n . 9,71 N . 1m

n= 116

Respuesta: ………116 veces

Ejercicio N°3 (1 punto)

Marque con una cruz la opción que c omplete la siguiente oración:

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

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

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 -18° C, se introduce un cuerpo de 480 g en estado sólido (Ce = 0,35 cal/g °C) y pasa de una temperatura de 413 K a una temperatura final de 293 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} ; 413°K = 140°C ; 293°K = 20°C ; (Tf – Ti) _cuerpo= -120°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 . 18°C + m_hielo . 80cal/g + m_agua/hielo . 1 cal/g °c . 20°C + 480g . 0,35 cal/g °C . (-120°C) = 0

m _hielo . 9cal/g + m_hielo . 80cal/g + m _agua/hielo . 20 cal/g + (-20160 cal) = 0

m _hielo . 109cal/g = 20160cal

m _hielo = 184,95g

Respuesta: ………184,95g

Ejercicio N°5 (1 punto)

Determine el calor especifico (en cal/g°C) de 60 g de un líquido contenido en un recipiente similar al utilizado por Joule. Considere que las 2 pesas, de 400 g cada una, se dejan caer si se dejan caer 40 veces desde una altura de 96 cm y se logra una variación de temperatura de 2 K. Datos: 1 cal = 4,18 J; g = 9,8 m/s²

400g= 0,4kg ; P = m . a ; 0,4kg . 9.8m/s² ; P=3,92N ; 96cm = 0,96m

W= 2 . P . h . n

W = 2 . 3,92N . 0,96m . 40

W = 301,056 J

301,056 J = 72,023 cal

72,023 = 60g . Ce . 2°C

Ce = 0,6 cal/g °C

Respuesta: ……0,6 cal/g °C

Ejercicio N°6 (1 punto)

En una cámara frigorífica se midió la humedad relativa en 3 días diferentes del año, denominados A, B y C. En el día A la temperatura ambiente fue de 20°C, en el día B fue de 270 K y en el día C fue de 12 °C. Indique qué día presentó la menor humedad relativa.

T_A=20°C ; T_B= 270°K = -3°C ; T_C= 12 °C

Rta: A , a mayor T, mayor P_vapor y menor HR

Respuesta:…………A

Ejercicio N°7 (1 punto)

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

Dato: A₂ = 1/3 A₁

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

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

Ejercicio N°8 (1 punto)

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

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

Ejercicio N°9 (1 punto)

Calcule cuál es la máxima masa de vapor que puede contener una pecera de 50 cm de largo, 20 cm de ancho y 30 cm de alto, si se comienza a llenar de vapor y alcanza una humedad relativa del 60% cuando su humedad absoluta es de 900 g/m³

dimensiones: 0,5m . 0,2m . 0,3m=0,03m³ ; HR= H absoluta/H máxima

0,6 = 900 g/m³ / H máxima

1500 g/m³ = H máxima

1m³________1500g

0,03m³_____45g

Respuesta:…………. 45g

Ejercicio N°10 (1 punto)

Determine la variación de energía interna (en calorías) de un proceso donde 13 g de un gas ideal se expanden a una presión constante de 0,5 atm siendo la variación de volumen de 4 L y la variación de temperatura de 20 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=20°C ; ΔU=Q-W

W= 0,5atm . 4 L = 2L.atm

Q= m . Ce . Δ T

Q= 13g . 0,24 cal/g °C . 20°C

2 cal = 0,082 L.atm ; Q= 62,4 cal . 0,082 L.atm / 2 cal = 2,558 L.atm

Δ U= 2,558 L.atm - 2L.atm

Δ U= 0,558 L.atm = 13,609cal

Respuesta: …………..13,609cal