22-2 Turno 3 tema 6 clave

Vista previa del material en texto

FÍSICA E INTRODUCCIÓN A LA BIOFÍSICA (53) EXAMEN FINAL
22/2/2022- 3º TURNO
TEMA 6
Hoja 1 de 2
APELLIDO:
CALIFICACIÓN:NOMBRE:
DNI (registrado en SIU Guaraní):
E-MAIL: DOCENTE (nombre y apellido):
TEL:
AULA:
Lea atentamente cada pregunta y responda en los espacios pautados. Marque con una cruz 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. Duración del examen: 1:30h
Ejercicio N°1 (1 punto) Marque con una cruz la opción correcta
Teniendo en cuenta los conceptos vistos en la unidad de bases físicas de fenómenos bioeléctricos, seleccione la opción
correcta. El Ohm es una unidad que puede expresarse también como:
X a) Voltio dividido Ampere (V/A) b) Diferencia de Potencial
c) Ampere dividido Voltio (A/V) d) Joule dividido Coulomb (J/C)
e) Watt f) Voltio por Ampere (V . A)
El Ohm es una unidad de resistencia. La misma se calcula como el cociente entre la diferencia de potencial entre
los extremos de un material conductor y la intensidad de corriente del mismo (R= ΔV/I). Dado que las unidades
de diferencia de potencial son Voltios y la de intensidad de corriente amperes, el Ohm puede ser expresado
como Volts por Ampere (Ohm= V/A).
Ejercicio N°2 (1 punto) Marque con una cruz la opción correcta
Una heladera que mantiene una temperatura interna de 7 °C tiene paredes aislantes de 4 cm de espesor (constante de
conductividad térmica 8,66.10-6 kcal/m.s.°C). Si la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior es de 8 K,
determinar en cuánto tiempo se transmitirán 258 calorías. Dato: la superficie de la heladera en contacto con el exterior es de
350 dm2.
a) 1,21 s b) 31,82 s
c) 24,74 s d) 21, 17 s
e) 35,35 s X f) 42,56 s
8,66.10-6 . = 8,66.10-3
𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑚.𝑠.°𝐶
1000 𝑐𝑎𝑙
𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑐𝑎𝑙
𝑚.𝑠.°𝐶
∆T = 8 K = 8 °C
350 dm2 . = 3,5 m2
0,01 𝑚2
𝑑𝑚2
Q/t = → t =𝑘 . 𝐴 . ∆𝑇 ∆𝑥
𝑄 . ∆𝑥 
𝑘 . ∆𝑇 . 𝐴
t =
258 𝑐𝑎𝑙 . 0,04 𝑚 
8,66.10−3 𝑐𝑎𝑙𝑚.𝑠.°𝐶 . 8 °𝐶 . 3,5 𝑚
2
t = 42,56 s
Ejercicio N°3 (1 punto) Marque con una cruz la opción correcta
Según lo estudiado en la unidad 2 sobre leyes generales de la hidrostática, elija la opción correcta:
a) El teorema general de la hidrostática establece
que la presión en un punto cualquiera de un
líquido en reposo puede calcularse como la
densidad del líquido por la profundidad a la
cual se encuentra dicho punto. 
b) La presión manométrica es la presión que
ejerce un fluido en reposo en un punto y su
valor depende de la presión atmosférica
X c) La presión absoluta ejercida por un fluido en
reposo un punto dado se calcula como la
sumatoria entre la presión manométrica y la
presión atmosférica. 
d) La presión en un punto cualquiera de un
líquido en reposo que se encuentra en un
recipiente abierto no se ve modificado por
variaciones en la fuerza de gravedad. 
e) El teorema general de la hidrostática establece
que la presión en un punto cualquiera de un
líquido en reposo puede calcularse como el
peso específico del líquido dividido por la
profundidad a la cual se encuentra dicho punto
f) Los líquidos con menor densidad tienen
mayor presión hidrostática
Cuando se tiene un líquido en reposo su presión puede medirse mediante un manómetro obteniendo la presión llamada
manométrica. La misma no toma en cuenta a la presión atmosférica, solo a la presión ejercida por el fluido
Ejercicio N°4 (1 punto) Marque con una cruz la opción correcta
Un recipiente se encuentra dividido en dos compartimentos (A y B) por una membrana semipermeable pura, ambos a la misma
temperatura. En el compartimento A se coloca una solución acuosa 0,2 Molar de NaCl con un grado de disociación desconocido
y en el compartimento B se coloca una solución acuosa de concentración desconocida. Al cabo de un tiempo se observó que el
nivel de líquido del compartimento B aumentó y que el nivel del líquido del compartimento A disminuyó. Se puede afirmar que:
 
a) La solución B posee un mayor factor de
Van´t Hoff. 
b) La solución A tiene un menor grado de
disociación que la solución B
c) La solución B tiene menor presión
osmótica. 
X d) La solución B tiene mayor osmolaridad que la
solución A. 
e) La solución A tiene mayor molaridad que la
solución B. 
f) La solución A tiene mayor presión osmótica que
la solución B. 
Para que aumente el nivel de líquido de B es necesario se produzca pasaje de solvente desde la solución A hacia
B. Esto indica entonces que la solución B tiene mayor presión osmótica. Cómo ambas soluciones están a la
misma temperatura puede afirmarse que la solución B tiene mayor osmolaridad que la solución A. Por lo tanto
respuesta correcta es:
“d) La solución B tiene mayor osmolaridad que la solución A.”
a)Falso. La solución B no necesariamente tiene mayor factor de Van´t Hoff. Puede tratarse de una solución no
electrolítica, con valor de factor de Van´t Hoff igual a uno, y aún así tener mayor osmolaridad que la solución A.
b) Falso. Por lo mismo que se expresó anteriormente en a) la solución B puede tratarse de una solución no
electrolítica, con valor de factor de Van´t Hoff igual a uno, y no disociarse. Aún así la osmolaridad de B puede
ser mayor.
c) Falso. La solución A tiene menor presión osmótica.
e) Falso. La solución A no necesariamente tiene menor molaridad que la B, puede tener mayor molaridad y aún
así menor osmolaridad.
Ejercicio N°5 (1 punto) Marque con una cruz la opción correcta
Considerando la ecuación de continuidad indique la relación correcta de velocidades del líquido que circula por la cañería del
esquema. Datos: S2=S3; r1=1,6 mm; r3=0,8 mm
a) V1 = V2 = V3 X b) V2 = V3 > V1
c) V2 = V3 < V1 d) V1 = V3 < V2
e) V3 = V1 < V2 f) V2 >V3 < V1
Para poder resolver la relación de velocidades, calculamos primero las secciones de cada tramo.
𝑆 = π𝑟2
r1 = 1.6 mm = 0,16 cm S1 = 3,14 x (0,16 cm)
2 = 3,14 x 0,0256 cm2 = 0,08 cm2
r2 = r3 = 0,8 mm = 0,08 cm S3 = 3,14 x (0,08 cm)
2 = 3,14 x 0,0064 cm2 = 0,02 cm2
S1 = 0,08 cm
2 S2 = 0,02 cm
2 S3 = 0,02 cm
2
Para resolver la relación de velocidades, recurrimos a la ecuación de continuidad.
C = S x v
Recuerden que esta relación se cumple para cualquier sección total del sistema de cañerías considerado, por lo cual para
nuestro sistema será:
C = S1 x v1 = (S2 + S3) x vmedia
S1 = 0,08 cm
2
S2 + S3 = 0,04 cm
2
Como S1 es mayor a la suma de S2 + S3, la velocidad en 1 será menor a la velocidad media en 2 y 3. A Su vez, las
velocidades en 2 y 3 serán iguales.
Ejercicio N°6 (1 punto) Marque con una cruz la opción correcta
133 g de hielo que se encuentran a una temperatura de -12 °C se ponen en contacto con cierta cantidad de alcohol etílico a
44 °C. Se observa que una vez que se llega al equilibrio térmico el alcohol varía su temperatura en -35 K. Determinar la masa
de alcohol. Datos: temperatura de fusión del alcohol -114 °C; temperatura de ebullición del alcohol = 78 °C; Cealcohol = 0,58
cal/g°C; Cfusión alcohol = 25 cal/g; Cehielo = 0,5 cal/g°C; Ceagua = 1 cal/g°C; Cfusión agua = 80 cal/g 
a) 206,38 g b) 98,27 g
X c) 622,41 g d) 91,53 g
e) 453,54 g f) 311,53 g
Si el alcohol disminuye su temperatura en 35 °C podemos calcular su temperatura final como:
44 °C – 35 °C = 9 °C
(Tener en cuenta que una variación de temperatura expresada en K, tiene el mismo valor si la expresamos en °C)
Teniendo en cuenta las temperaturas de fusión y ebullición del alcohol etílico, sabemos que este se encontrará en estado
líquido, tanto en el estado inicial como en el equilibrio térmico.
Por último, si la temperatura del alcohol en el equilibrio térmico es de 9 °C, esta será también la temperatura final del agua,
por lo que se encontrará en estado líquido.
mhielo . Cehielo . ∆Thielo + mhielo . Cfusión agua + magua . Ceagua . ∆Tagua + malcohol . Cealcohol . ∆Talcohol = 0
Reemplazamos:
133 g . 0,5 cal/g°C .[0 °C – (-12 °C)] +133 g . 80 cal/g + 133 g . 1 cal/g°C . (9°C – 0 °C) + malcohol . 0,58 cal/g°C . (-35 °C) = 0
798 cal + 10640 cal + 1197 cal – 20,3 cal/g . malcohol = 0
12635cal – 20,3 cal/g . malcohol = 0
malcohol =
−12635 𝑐𝑎𝑙
−20,3 𝑐𝑎𝑙/𝑔
malcohol = 622,41 g
Ejercicio N°7 (1 punto) Marque con una cruz la opción correcta
Determine el ángulo límite de un haz de luz que pasa del vidrio al aire.Datos: naire = 1; Vvidrio = 1,75.10
8 m/s; C = 300000 km/s
a) 0,098° b) 90°
c) 15° d) 59°
X e) 35,45° f) 45,15°
vvidrio = 1,75.10
8 m/s = 1,75 x 105 km/s
nvidrio = =
𝐶
𝑣
300000 𝑘𝑚/𝑠
1,75 𝑥 10ˆ5 𝑘𝑚/𝑠
nvidrio = 1,71
nvidrio . sen iL = naire . sen 90°
1,71 . sen iL = 1
sen iL = 0,58
iL = 35,45°
Ejercicio N°8 (1 punto) Marque con una cruz la opción correcta
A fines de realizar una solución control en el laboratorio se colocan 5,8 x 103 mg de glucosa en 0,47 litros de agua
destilada. Indique la concentración en % (m/v) y determine la fracción molar de solvente.
Mr glucosa = 180 g/mol; Mr agua = 18 g/mol; densidad agua = 1 g/cm3
a) 1,23 % (m/v) y Xsv = 1,08 x 10-3 b) 0,012 % (m/v) y Xsv = 0,88
c) 5,8 % (m/v) y Xsv = 0,99 X d) 1,23 % (m/v) y Xsv = 0,99
e) 12,3 % (m/v) y Xsv = 0,99 f) 0,99 % (m/v) y Xsv = 1,08 x 10-3
470 ml …………….5,8 g
100 ml…………….. x = 1,23 g
Concentración 1,23%
Moles de glucosa
180g ………………1 mol
5,8 g……………….0,032 moles
Moles de agua
18 g…………………1 mol
470 g……………….26,11 moles
Xagua = moles de agua/ moles de agua + moles de glucosa
Xglucosa = 26,11 moles / 26,1422 moles
Xglucosa = 0,99
Ejercicio N°9 (1 punto) Marque con una cruz la opción correcta
Se desea inyectar una droga en forma endovenosa. La misma viene presentada como una solución con una osmolaridad de
0,25 osm/l. El volumen a inyectar es de 5 ml. Conociendo que la presión osmótica del plasma sanguíneo a temperatura
fisiológica (37°C) es de 5900 mmHg, indique que cantidad de NaCl deberá agregar a los 5 ml de droga para que la misma sea
isoosmolar con el plasma. Datos: 1 atm = 1,013. 106 barias = 760 mmHg, Mr NaCl = 58,5g, g = 980 cm/s2, Coeficiente
osmótico NaCl (g) = 0,9
a) 1,81 gramos b) 0,09 gramos
c) 0,016 gramos d) 73,12 gramos
e) 14,62 gramos X f) 9,05.10-3 gramos 
Cálculo osmolaridad del Plasma.
5900mmHg = 7,76 atm
∏ = R . T . Osm
7,76 atm = 0,082 (l .atm /K.Mol) . 310K . Osm
Osm = 0,305 osm/l
osmolaridad del Plasma = 0,305 osm/l
Cálculo diferencia de osmolaridad de la droga
osmolaridad del Plasma - osmolaridad de la droga =
0,305 osm/l - 0,25 osm/l = 0,055 osm/l
Osm = M . i
0,055 osm/l = M . 0,9 . 2
M =0,031
Es decir que a un litro hay que agregar 0,031 moles de NaCl
1 mol de NaCl………………....58.5gramos
0,031 moles de NaCl………..1,81 gramos
Si a 1000ml agrego…………………..1,81 gramos de NaCl
5ml…………………………………………….9,05.10-3 gramos de NaCl.
Ejercicio N°10 (1 punto) Marque con una cruz la opción correcta
Un auto de 500 kg que está quieto comienza a ser empujado por unas personas incrementando su velocidad hasta lograr una
velocidad de 18 km/h a los 20 segundos y a 15 m del punto de partida. Calcule la fuerza aplicada y el trabajo realizado por las
personas. (Desprecie el rozamiento)
a) F = 125 N; W = 18750 J b) F= 500 N; W = 2500 J
c) F = 500 N; W = 7500 J d) F = 500 N; W = 18750 J
e) F = 125 N; W = 2500 J X f) F = 125 N; W = 1875 J
3600s ----------18.000 m
1 s---------------5 m
vf = 5 m/s
vf = v0 + a (tf – t0)
5 m/s = 0 + a (20s -0s)
a = 5 m/s .20s = 0,25 m/s2
F = m . a = 500 kg . 0,25 m/s2 = 125 N
W = F . d = 125 N . 15 m = 1875 J