BIOFÍSICA 53 UBA XXI
CÁTEDRA RIVOLTA
Parcial B
Ejercicio
1:
Dos moles de gas ideal monoatómico evolucionan reversiblemente como muestra la figura (la evolución AB es isotérmica).
Datos: \( R = 8.314 \, \text{J/K} \cdot \text{mol} \); \( c_p = \frac{5}{2} R \); \( c_v = \frac{3}{2} R \).
a) ¿Cuál es el calor intercambiado (en Joules) durante la evolución BCA? Explique claramente si es entregado o absorbido por el gas.
b) ¿Cuál es la variación de la entropía del gas y de su entorno durante la evolución AB? Exprese los resultados en J/K.
Ejercicio
2:
La figura representa un circuito eléctrico que es alimentado por una fuente de tensión de 12 V. La resistencia de 240 $\Omega$ está conectada a una llave L (una llave abierta no permite el paso de corriente).
Sabiendo que la fuente, el voltímetro, el amperímetro y la llave son ideales:
a) ¿Qué valor de corriente indica el amperímetro cuando la llave L está cerrada?
b) ¿Qué valor de tensión indica el voltímetro cuando la llave L está abierta?
Ejercicio
3:
Dos varillas del mismo tamaño, pero de diferente material, están unidas por un extremo formando una varilla de longitud doble. Las conductividades térmicas de las varillas son $k_A$ y $k_B$. El extremo libre de la varilla A se mantiene a $100^\circ C$ y el extremo libre de la varilla B se mantiene a $0^\circ C$. Toda el área lateral de las varillas está aislada térmicamente. Al alcanzar el régimen estacionario la temperatura de la unión entre ambas varillas es de $20^\circ C$. Entonces, se cumple:
$\Box$ $k_A = 8k_B$
$\Box$ $k_A = 4k_B$
$\Box$ $k_A = 1,8k_B$
$\Box$ $k_A = 1,25k_B$
$\Box$ $k_A = 2k_B$
$\Box$ $k_A = 0,25k_B$
Ejercicio
4:
Si se calientan 4 kg de un metal sólido, inicialmente a 100ºC, su temperatura varía con el gráfico adjunto. Entonces, cuando se haya fundido la mitad del metal, el calor total recibido por los 4 kg de metal será:
$\Box$ 2150 kcal
$\Box$ 1325 kcal
$\Box$ 1200 kcal
$\Box$ 1075 kcal
$\Box$ 1000 kcal
$\Box$125 kcal
Ejercicio
5:
Tres cargas eléctricas de módulo Q (representadas por círculos negros) están fijas en el espacio formando una línea recta (D = distancia entre cargas). Dos cargas son iguales y la tercera no.
¿Cuál de los siguientes gráficos puede representar aproximadamente la fuerza resultante sobre cada carga?
Ejercicio
6:
Tres capacitores están asociados como se muestra en la figura y sus capacidades $C_1$, $C_2$ y $C_3$ son iguales. Una vez cargados la diferencia de potencial entre los puntos A y B es $\Delta V_{AB} = 12 \, \text{V}$. Si para cada capacitor las cargas resultantes se denominan $Q_1$, $Q_2$ y $Q_3$ y las diferencias de potencial $\Delta V_1$, $\Delta V_2$ y $\Delta V_3$, respectivamente, se puede asegurar que:
$\Box$ $\Delta V_1 = \Delta V_2 = \Delta V_3$
$\Box$ $\Delta V_1 = 2 \Delta V_2$
$\Box$ $\Delta V_1 = \Delta V_2 = \frac{1}{2} \Delta V_3$
$\Box$ $Q_1 = 2 Q_2 = 2 \Delta V_3$
$\Box$ $Q_1 = 2 Q_2 = Q_2$
$\Box$ $Q_3 = 2 Q_2$
Ejercicio
7:
Una máquina térmica opera con un rendimiento de 0,4. Considerando ciclos completos, por cada $100 J$ de trabajo entregado al medio, la máquina entrega a la fuente fría un calor igual a:
$\Box$ 500 J
$\Box$ 400 J
$\Box$ 250 J
$\Box$150 J
$\Box$ 40 J
$\Box$ 0 J
