domingo, 29 de julio de 2012

Termodinámica (II)

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quimicafacil2010@gmail.com

Referencia: F9-001
Tenemos dos moles de un gas diatómico (A), a una presión de 6 atm y ocupando un volumen de 4 dm³ ; si realiza un proceso isobárico hasta (B) que duplicando su volumen, posteriormente un proceso isocoro hasta duplicar la presión (C), y se cierra el ciclo hasta la situación inicial. Halle:
(a) La presión, volumen y temperatura en cada situación.
(b) El trabajo, calor y variación de energía interna en cada proceso.


Referencia: F9-002
Un cilindro contiene nitrógeno a la presión de 4 atm ; el volumen es de 5 L y su temperatura es de 100°C y se somete a los siguientes procesos:
(1) se calienta, a presión constante hasta 200°C ; y
(2) se enfría, a volumen constante, hasta 300°C ; halle:

(a) El calor y trabajo en el primer proceso.
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(b) La variación de energía interna y el trabajo, en el segundo proceso.

Referencia: F9-003
Se hacen pasar 3 kg de vapor de agua a 100°C por 80 kg de agua a 15°C ; halle la temperatura final del conjunto.
DATOS:   Ce(agua)= 4180 J/ kg.K ;   L= 2,26.E6 J/ kg


Referencia: F9-004
Se echan 40 g de una aleación, calentada a 220°C , en un calorímetro que contiene 350 mL de agua y cuyo equivalente es 30 g ; la temperatura inicial del agua era de 17°C y la final 20°C :
Calcular el calor específico de la aleación.
Ce(agua)= 4180 J/ kg.K

Referencia: F9-005
Un proyectil de 25 g se incrusta en el blanco a 350 m/s ; si el 40% del calor producido pasa al proyectil:
(a) ¿Cuánto se elevaría la temperatura?
(b) Si la temperatura inicial era de 20°C ¿cuál será la final, en K y °F?


Referencia: F9-006
Un mol de un gas ideal parte de un estado A ( T= 400 K) y realiza un proceso en tres etapas:
de A a B por una isobara hasta una T= 800 K ;
de B a C por una isocora hasta T= 400 K ;
y de C cierra el ciclo hasta A por una isoterma. Calcule:
(a) La relación de volúmenes en los estados A y B.
(b) El trabajo en los caminos: A-->B , B--->C y C--->A
(c) El cambio de energía en la etapa C--->A , y en el ciclo completo.
(d) El calor en la etapa B-->C.
Datos: R =8,31 J.mol¯¹ K¯¹  ;  Cv= 3.R/ 2

Referencia: F9-007
Una mezcla de hielo y agua cuya masa total es de 20 g se introduce en un recipiente térmicamente aislado (adiabático) que contiene 250 g de agua a 15°C ; al cabo de cierto tiempo se ha alcanzado el equilibrio térmico y el recipiente sólo contiene agua a 10°C
¿Qué cantidad de agua habría en la mezcla inicial de hielo y agua? No se tiene en cuenta la capacidad calorífica del recipiente.
Datos: Calor específico del agua, Ce= 1 cal/ g°C ; calor latente de fusión del hielo, Lf = 80 cal/g


Referencia: F9-008
(a) ¿Cuál es el calor suministrado en un proceso adiabático? ¿y cuál es la variación de energía interna en una isoterma ?
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(b) Cuál es el trabajo desarrollado en un proceso a volumen constante?
(c) ¿Qué se tiene que cumplir para que 
DU= Q ?

Referencia: F9-009
Si se comunica la misma cantidad de julios a un kilogramo de agua y a un kilogramo de cobre ¿cuál produce mayor sensación de calor?
www.quimicafacil.com
¿en cuál se incrementa más temperatura?
Dato: el calor específico del agua es mayor que el del cobre.

Referencia: F9-010
PRUEBA:    TERMODINÁMICA/ 010

(1) Indique razonadamente la respuesta correcta para las siguientes cuestiones:
Cuestión A:  A dos cuerpos de 100 g que están a 10°C se les suministran 1000 calorías. 
Si Ce(A)= 1 cal/ g°C y Ce(B)= 0,2 cal/ g°C ¿cuál de las dos alcanzará mayor temperatura final?
a.1   el cuerpo A,
a.2   el cuerpo B,
a.3   las dos iguales, ya que se les suministra el mismo calor,
a.4   la temperatura no está relacionada con el calor,
a.5   todas falsas.
CUESTIÓN B:  Atendiendo al primer principio de la termodinámica:  DU= d'Q + d' W
b.1   la variación de energía interna depende del camino,
b.2   el trabajo en un proceso isobárico es nulo,
b.3   el calor siempre es: Q= n.Cv.DT ,
b.4   en un proceso adiabático: DU= Q
b.5   todas falsas.

(2) Medio mol de un gas ideal ocupa un volumen de 2 L a la temperatura de 300 K se le somete a un proceso a presión constante durante el cual se le suministra el calor: Q= 210 cal ; determine: 
(a)  La temperatura del estado final.
(b)  El volumen del estado final.
(c)  La variación de energía interna.
(d)  El trabajo realizado por el gas.
Cv= 5 cal/ mol.K ; 1 cal= 4,18 J

jueves, 26 de julio de 2012

Movimiento ondulatorio (II)


Usted enciende su ordenador, conecta con quimicafacil2010@gmail.com y formula su pedido; cualquier duda, problema, cuestión ... se la solucionamos en un breve período de tiempo. Así de fácil es aprender con nosotros.

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Referencia: F8-001
Un cuerpo, unido a un resorte, lo separamos 5 cm del equilibrio y se suelta, comienza entonces a realizar un MAS y tarda 15 s en dar 10 oscilaciones .Escribir:
(a) la ecuación del movimiento.
(b) Energía cinética y energía potencial para t= 1 s después de iniciar el movimiento (m= 400 g)

Referencia: F8-002
Un cuerpo de 3 kg realiza un movimiento armónico simple a lo largo de un segmento AB de 20 cm de longitud, con un período de 4 s ; calcule:
(a) La velocidad y la aceleración en el punto medio del segmento AB.
(b) La velocidad y la fuerza recuperadora en el extremo B.

Referencia: F8-003
La ecuación de una onda transversal es y(x ,t) = 0,4.sen 2¶ (t/ 0,2 - x/ 0,3) SI ; indique:
(a) El período, la frecuencia y la longitud de onda.
(b) La velocidad de propagación de la onda.

Referencia: F8-004
Se produce una perturbación en el centro de una piscina circular de 4 m de radio y origina un movimiento ondulatorio en el que su longitud de onda es 60 cm, y la onda tarda 8 s en llegar a la orilla. Halle:
(a) El período y la frecuencia de esta onda.
(b) La ecuación de la onda transversal que se origina, si al cabo de 1 s la elongación en el origen es de - 3 cm

Referencia: F8-005
Un rayo luminoso  incide sobre un cristal con un ángulo de 60°. Si los rayos reflejado y refractado son perpendiculares entre sí calcule:
(a) El índice de refracción en la sustancia.
(b) La velocidad de la luz en el cristal.

Referencia: F8-006
Un cuerpo de masa 75 g unido al extremo de un muelle de constante elástica K= 80 N/m se le separa de su posición de equilibrio 15 cm y se deja en libertad. Calcule:
(a) La frecuencia del movimiento armónico.
(b) La energía mecánica inicial.
(c) La velocidad que posee al pasar por x= 5 cm
(d) La ecuación de este movimiento.

Referencia: F8-007
En el centro de una piscina de 6 m de radio se produce una perturbación que origina un movimiento ondulatorio en la superficie del agua; la longitud de onda vale 3/4 m y tarda 12 s en llegar a la orilla. Calcule:
(a) El período y la frecuencia del movimiento.
(b) La amplitud, si al cabo de 1/4 s la elongación es de 4 cm en el centro de la piscina.
(c) La elongación de un punto situado a 6 m del foco emisor en el instante t= 12 s   

Referencia: F8-008
(a) Dos cuerpos de la misma masa se suspenden respectivamente de dos muelles de constantes elásticas Ka y Kb ; sabiendo que Kb= 4.Ka determine la relación de los respectivos períodos de oscilación.
(b) ¿Qué le sucede al período de oscilación de un resorte al aumentar la amplitud de oscilación?


Referencia: F8-009
Calcule las condiciones que deben cumplir los índices de refracción para que el ángulo de incidencia de una onda luminosa sea qi < ¶/ 2 y el ángulo de refracción sea q r = p / 2


Referencia: F8-010
PRUEBA ONDAS/ 010.

1.- Indique razonadamente la respuesta correcta para las siguientes cuestiones:
Cuestión A: En la onda definida por la ecuación y= 8.sen [(p/2).x + (p/8).t] SI
a.1.   T = 4 s  ;  l = 16 m
a.2.   T = 16 s  ; l =  4 m
a.3.   T = 16 s  ; l = -4 m
a.4.   n = 4 s   ;  v = 3 m/s
a.5.   n = 2s    ;  v = 2 m/s
Cuestión B. Si un rayo de luz pasa entre dos medios cuyos índices de refracción son na y nb, siendo na> nb :
b.1.   va < vb   ;    i< r
b.2.   va > vb   ;    i> r
b.3.   va > vb   ;    i< r
b.4.   va < vb   ;    i< r
b.5. todas falsas.

va (velocidad de la luz en el medio a),
vb (velocidad de la luz en el medio b), i (ángulo de incidencia), r (ángulo de refracción)

2.- Una masa de 500 g oscila con un mas de período 1/2 segundo. Si su energía total es de 5 J y el movimiento se inicia en el equilibrio, se pide:
(a) La amplitud.
(b) La ecuación del movimiento.
(c) La velocidad máxima.
(d) La energía cinética cuando la partícula pasa por el punto medio de la amplitud. 


domingo, 15 de julio de 2012

Campo magnético (II)


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Referencia: F7-001
Un electrón penetra con una velocidad inicial de 4 km/s perpendicularmente a un campo magnético de 5 T
(a) ¿Qué valor tendrá la fuerza que actúa sobre él?
 (b) ¿Cuál es el radio del movimiento que realiza? ¿y su período? q= 1,6.E-19 C ; m= 9,1.E-31 kg

Referencia: F7-002
Sobre una carga de 8 µC que se mueve con una velocidad de 2000 km/s actúa en dirección normal a su velocidad un campo magnético de 5 Wb/m² ; halle:
(a) El valor de la fuerza centrífuga que actúa sobre esta carga de 30 mg
(b) El tiempo que tarda la carga en dar la circunferencia completa.

Referencia: F7-003
Tenemos un circuito en serie RLC conectado a  un generador de 220 V y 50 Hz ; siendo
R= 30 ohmios, L= 0,1 H y C= 20 µF ; halle:
(a) La impedancia,
(b) La intensidad eficaz y potencia desarrollada.

Referencia: F7-004
Un circuito en serie se compone de una resistencia de 20 ohmios y, una bobina de resistencia óhmica de 15 ohmios cuyo coeficiente de autoinducción es de 0,15 H ; si lo conectas a 100 V y 30 Hz ; halle:
(a) La impedancia del circuito y de la bobina.
(b) La potencia disipada en el circuito.

Referencia: F7-005
Por dos conductores A y B paralelos, rectilíneos y de gran longitud, circulan corrientes de 7 y 5 A ; si están separados 30 cm de distancia, http://www.quimicafacil.com/ ¿con qué fuerza se siente atraído el más corto, si mide 40 cm?

Referencia: F7-006
Un circuito RLC está conectado a un generador de 120 V eficaces y de pulsación angular  
w= 
400 rad/s ; la bobina, L, es de 25 E-3 H , y el condensador, C, tiene una capacidad  50 E-6 F
 Si la corriente del circuito adelanta 63,4º respecto a la tensión del generador, determine:
a- El valor de la resistencia R.
b- Valores instantáneos del voltaje y de la intensidad.
c- Potencia media disipada en el circuito.

Referencia: F7-007
Tenemos dos hilos conductores rectilíneos y paralelos, por uno de ellos circula una corriente de 2,5 A  y el segundo está inicialmente desconectado.
(a) Calcule el valor del campo magnético creado, en un punto a situado en la recta de unión de ambos hilos, a 0'5 m del conductor conectado.
b- Si conectamos el otro hilo a una corriente de 4 A ¿a qué distancia del punto a tiene que estar para que el campo magnético resultante, en dicho punto, sea nulo?  
 µo= 4¶. 1 E-7 (S.I.)

Referencia: F7-008
En un circuito RLC un alumno ha medido con ayuda de un voltímetro la caída de tensión en cada elemento pasivo, indicando el voltímetro:  VR= 80  V ;  VL= 60 V ;  VC= 120 V
(a) ¿Qué tensión indicaría el voltímetro sise colocase entre los extremos del circuito?
(b) ¿Cuál es el desfase entre la tensión del generador y la intensidad de corriente?

Referencia: F7-009
(a) Un protón pasa por una región del espacio sin sufrir ninguna desviación ¿Puede de ello deducirse que no existen allí campos electromagnéticos?
(b) Un electrón describe órbitas circulares en presencia de un campo magnético B uniforme y perpendicular a la órbita ¿disipa energía en forma de trabajo el electrón? ¿por qué?


Referencia: F7-010
PRUEBA:    magnetismo/ 010

1- Indique razonadamente la respuesta correcta para las siguientes cuestiones:
Cuestión (a): De los tres vectores que aparecen en la ecuación de Lorentz:

       --->  --->
a.1-   v ;   B  son siempre perpendiculares,

       --->  --->
a.2-   F ;  v   son siempre perpendiculares,

       --->  --->
a.3-   F ;  B  son siempre perpendiculares,
a.4-   a.2 y a.3 ,
a.5-   todas falsas.
Cuestión (b): La inducción del campo magnético creado alrededor de un hilo conductor por el que circula una corriente i:
b.1-  crece al aumentar esta corriente i,
b.2-  crece al alejarnos del hilo,
b.3-  es independiente del medio en el que se encuentre el hilo conductor,
b.4-  todas verdaderas,
b.5-  todas falsas.

2- Un circuito RLC en serie tiene R= 100 
W ; L= 0,1 H y C= 5 µF:
(a) Calcule la frecuencia de resonancia.
(b) Si consideramos la frecuencia del alternador de 50 Hz halle la impedancia y el desfase entre la intensidad y el voltaje.

 

sábado, 7 de julio de 2012

Campo gravitatorio (II)


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Referencia: F6-001
Un satélite gira alrededor de la Tierra a 600 km de su superficie.
(a) ¿Cuál es su velocidad?
(b) ¿Cuánto tiempo tarda en dar una vuelta?
Datos:  G= 6,67 E-11 Nm²/kg²  ;   Mt= 6 E24 kg  ;  Rt= 6400 km

Referencia: F6-002
Un satélite terrestre describe una órbita de 7300 km de radio.
(a) ¿Cuál es su velocidad orbital?
(b) ¿Cuántas vueltas dará en un día alrededor de la Tierra?
Datos:  go= 10 m/s² , Rt= 6400 km

Referencia: F6-003
(a) ¿En qué punto de la línea que une dos planetas, a y b, es nulo el campo gravitatorio debido a ambos astros?  Mb= 9 Ma,  Dab= 4,5 E5 km.
(b) Halle el potencial gravitatorio en el punto donde el campo es nulo. Expresa el resultado en función de la masa Ma.  G= 6,67 E-11 Nm²/ kg²

Referencia: F6-004
Dos cuerpos de masas 5 y 4 kg están separadas 90 cm ; halle:
(a) La intensidad de campo gravitatorio en un punto, A, situado a 30 cm de m= 4 kg en la línea que une estas masas.
(b) El potencial gravitatorio en dicho punto A.      G= 6,67 E-11 N.m²/ kg²

Referencia: F6-005
Una persona pesó 13 kp en la Luna.
(a) ¿Cuál es su masa?
(b) ¿Cuál será su masa en la Tierra, expresada en N y kp?
Datos:   Mt= 81 Ml , Rt= 3,7 Rl , go= 10 m/s² , t ---> Tierra,   l ---> Luna.

Referencia: F6-006
La luna tiene una masa aproximada de 6,7.E22 kg y su radio es de 16.E5 m. Hallar:
(a) La distancia que recorrerá en 5 s un cuerpo que cae libremente en la proximidad de su superficie.
(b) El período de oscilación lunar de un péndulo que tiene un período en la Tierra de 2 segundos.
Datos: G= 6,67E-11 Nm²/kg² ; g(tierra)= 9,81 m/s²

Referencia: F6-007
Un satélite artificial describe órbitas estacionarias circulares alrededor de la Tierra a una distancia de 300 km de la superficie terrestre. Calcule:
(a) La velocidad del satélite en m/s ;
(b) El tiempo que tarda el satélite (en minutos) en dar una vuelta alrededor de la tierra.
Datos: R(Tierra)= 6370 km y en la superficie terrestre go= 9,8 m/s²

Referencia: F6-008
Una persona de 70 kg pesa aproximadamente 700 N en la superficie terrestre.
 ¿Cuál sería su peso en un planeta cuya masa fuese ocho veces mayor que la terrestre y su radio el doble? Resuelva el ejercicio sin más datos.

 
Referencia: F6-009
(a) Se traslada a la superficie lunar una nave espacial con un astronauta. ¿Cuál de los dos estaría sometido a mayor campo gravitatorio lunar?
(b) Se colocan en la misma órbita sobre la Tierra dos satélites siendo ma > mb ¿Cuál tendría mayor velocidad orbital?

Referencia: F6-010
PRUEBA  GRAVITACIÓN / 010

1.- Indique razonadamente la respuesta correcta para las siguientes cuestiones:
Cuestión A: Si viaja a un planeta cuya masa es cuatro veces la terrestre y su radio el doble, el campo gravitatorio en su superficie será:
a.1. mayor que el terrestre,
a.2. menor que el terrestre,
a.3. igual al terrestre,
a.4. el doble que el terrestre,
a.5. a.1. y a.4
Cuestión B: La fuerza gravitatoria es proporcional a la masa del cuerpo. En ausencia de rozamiento ¿qué cuerpos caen más rápido?
b.1. los de mayor masa,
b.2. los de menor masa,
b.3. todos igual,
b.4. la fuerza gravitatoria es independiente de la masa del cuerpo,
b.5. todas falsas.

2.- Un satélite de 2500 kg describe una órbita circular de radio 1,5.Rt (Rt= 6400 km ; el radio de la Tierra). Determínese:
(a) Período de revolución del satélite.
(b) Velocidad de traslación.
(c) Energía mecánica total en julios. Tómese g= 10 m/s²