Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
FÍSICA E INTRODUCCIÓN A LA BIOFÍSICA (53) EXAMEN FINAL 23/02/2022 - 2º TURNO TEMA 3 Hoja 1 de 2 APELLIDO: CALIFICACIÓN: NOMBRE: DNI (registrado en SIU Guaraní): E-MAIL: DOCENTE (nombre y apellido): TEL: AULA: Ejercicio N°1 (1 punto) Marque con una X la opción correcta Sara está pintando subida a una escalera ubicada a 9 m del piso. Desde esa altura se cae verticalmente hacia abajo un pincel. María logra agarrarlo antes de que toque el piso, a 1,8 metros de distancia del mismo. Calcule el tiempo que tarda en caer el pincel hasta que es agarrado por María. Dato: g= 9,8 m/s2. a) 0,89 s X b) 1,21 s c) 1,49 s d) 1,72 s e) 3,48 s f) 5,33 s Al caerse el pincel la velocidad inicial del mismo será 0 m/s. Y= Y0 + V0. (t-t0) + ½ a. (t-t0)2 1,8 m = 9 m + ½. (- 9,8 m/s2). t2 -7,2 m/ - 4,9 m/s2 = t2 √ 1,47 s2 = t 1,21 s= t Ejercicio N°2 (1 punto) Marque con una X la opción correcta Se deja caer al fondo de un vaso con líquido una pastilla para la acidez. Calcule la presión total que soporta la misma teniendo en cuenta que el vaso se encuentra abierto en su parte superior. Datos: δlíquido= 14 dg/cm3, altura: 30 dm, g= 9,8 m/s2 1,013.106 barias = 1,013.105 pascales = 760 mmHg = 1 atm a) 0,004 atm b) 0,41 atm c) 1,6 atm x d) 1,41 atm e) 411600 barias f) 116400 barias δlíquido= 14 dg/cm3 = 1,4 g/cm3 ; h = 30 dm = 300 cm ; g = 980 cm/s2 Ph = δ . g . h Ph = 1,4 g/cm3 . 980 cm/s2 . 300 cm Ph = 411600 barias 1,013 . 106 barias ______ 1 atm 411600 barias____ x= 0,41 atm Al estar el vaso abierto en su parte superior debemos tener en cuenta la presión atmosférica. Ptotal = Ph + Patmosférica Ejercicio N°3 (1 punto) Marque con una X la opción correcta Según lo estudiado sobre densidad y peso específico elija la opción correcta: a) El agua presenta mayor densidad en estado sólido que en estado líquido, ya que para un mismo valor de masa el estado sólido ocupa un volumen menor b) El peso específico indica la cantidad de moléculas por volumen de un objeto y se modifica de acuerdo a la fuerza de gravedad. c) El peso específico indica la relación entre el peso de un cuerpo y el volumen que este ocupa, siendo su valor independiente de la fuerza de gravedad. d) El peso específico indica la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que este ocupa, su valor no se modifica de acuerdo al valor de la fuerza de gravedad X e) La densidad indica la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa y no se modifica de acuerdo al valor de la fuerza de gravedad f) La densidad indica la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa y se modifica de acuerdo al valor de la fuerza de gravedad La densidad relaciona la masa de un cuerpo con el espacio que este ocupa, es decir su volumen. No se ve modificado por variaciones en la fuerza de gravedad. El peso específico se verá modificado si la fuerza de gravedad a la que está sometido el cuerpo varía. Ejercicio N°4 (1 punto) Marque con una X la opción correcta Si se repite la experiencia del equivalente mecánico del calor utilizando, en lugar de agua, 1,10 l de glicerina (Ce = 0,58 cal/g°C), determinar cuál será la variación de temperatura observada si se deja caer 110 veces cada una de las dos pesas utilizadas desde una altura de 85 cm. Datos: masa de cada pesa = 1750 g; 1 cal = 4,18 J; g = 980 cm/s2; 1 Joule = 1.107 ergios; δglicerina = 1,26 g/cm3 a) 0,42 K b) 1,43 K X c) 0,96 K d) 1,83 K e) 3,99 °C f) 2,75 °C Calculamos el trabajo realizado por las pesas al caer: W = 110 . 2 . P . h = 110 . 2 . m . g . h W = 110 . 2 . 1750 g . 980 cm/s2 . 85 cm W = 3,21.1010 erg Convertimos ergios a Joules W = 3,21.1010 erg . 1 𝐽 1.107 𝑒𝑟𝑔 = 3210 J Calculamos el calor equivalente al trabajo realizado, convirtiendo Joules a calorías: 3210 J . 1 𝑐𝑎𝑙 4,18 𝐽 = 767,94 cal Calculamos la masa de glicerina: δ = m/v m = δ . v m = 1,26 g/cm3 . 1100 cm3 = 1386 g Finalmente calculamos cuál será la variación de temperatura de la glicerina: Q = m . Ce . ∆T ∆T = 𝑄 𝑚 . 𝐶𝑒 ∆T = 767,94 𝑐𝑎𝑙 1386 𝑔 . 0,58 𝑐𝑎𝑙 𝑔°𝐶 ∆T = 0,96 °C = 0,96 K Recordar que una variación de temperatura, expresada en grados Celsius o en Kelvin, tiene el mismo valor numérico. …………………………………………………corte por aquí…………………………………… TURNO 2 TEMA 3 AULA Copie aquí la opción que seleccionó en cada ejercicio a fin de poder compararlas con la Clave de corrección Ejercicio 1)…….. Ejercicio 2)…….. Ejercicio 3)……. Ejercicio 4)…….. Ejercicio 5)……… Ejercicio 6)…….. Ejercicio 7)…….. Ejercicio 8)…….. Ejercicio 9)…….. Ejercicio 10)…….. FÍSICA E INTRODUCCIÓN A LA BIOFÍSICA (53) EXAMEN FINAL APELLIDO Y NOMBRE: DNI: TEMA 3 Hoja 2 de 2 Ejercicio N°5 (1 punto) Marque con una X la opción correcta 1,8 mol de un gas ideal, que inicialmente ocupa un volumen de 12,7 dm3, se comprime manteniendo su presión constante en 3,9 atm. Determinar su volumen final, sabiendo que en dicha transformación el calor cedido por el sistema es de 395 cal. Datos: ∆U = -7,3 l.atm; R = 2 cal/K.mol = 8,31 J/K.mol = 0,082 l.atm/K.mol a) 5,32 dm3 b) 85,5 dl X c) 1,04 dal d) 0,118 hl e) 18,73 l f) 231,15 cl Por tratarse de un calor cedido, el calor tiene un valor de -395 cal. Convertimos la unidad a l.atm: -395 cal . 0,082 l.atm/2 cal = -16,2 l.atm ∆U = Q – W W = Q - ∆U W = -16,2 l.atm – (-7,3 l.atm) W = -8,9 l.atm W = P . (Vf – Vi) W/P = Vf – Vi Vf = W/P + Vi Vf = -8,9 l.atm/3,9 atm + 12,7 l Vf = 10,42 litros = 1,04 dal Ejercicio N°6 (1 punto) Marque con una X la opción correcta Dos soluciones acuosas se colocan en un osmómetro separadas por una membrana semipermeable pura. En la campana del osmómetro se coloca una solución 0,045 osmolar. En el vaso de precipitados se coloca una solución de NaCl totalmente disociado con una molaridad de 0,02 moles por litro. Indique la altura que ascenderá la columna. 1 mmHg = 1333 barias, 1 atm = 1,013. 106 barias, g = 9,8 m/s2, densidad de ambas soluciones = 1,01 g/cm3, temperatura de las soluciones = 27°C. a) 1,24 . 10-4 cm X b) 12,6 dm c) 6,29 m d) 1007 cm e) 113,3 dm f) 3,12 m Cálculo presión osmótica solución campana ∏ = R . T . OSM ∏ = 0,082 (l .atm /K.Mol) 300K . 0,045 osm/l ∏ = 1,107 atm Cálculo osmolaridad solución del vaso Osm = M . i Osm = 0,02 . 1 . 2 = 0,04 Osm =0,04 osmoles / l Cálculo presión osmótica solución vaso ∏ = R . T . OSM ∏ = 0,082 (l .atm /K.Mol) 300K . 0,04 osm/l ∏ = 0,984 atm Diferencia de presión osmótica entre soluciones Δ∏ = 1,107 atm - 0,984 atm = 0,123 atm 0,123 atm= 124599 barias Cálculo altura columna Δ∏ = δ . g . h 124599 barias = 1,01 g/cm3 . 980 cm/s2 . h h = 126 cm = 12,6 dm Ejercicio N°7 (1 punto) Marque con una X la opción correcta La presión osmótica de una solución acuosa de sacarosa es de 0,28 atm a 20 °C. Sabiendo que por cada 500 ml de solución hay 2 g de sacarosa, hallar la masa relativa del soluto. Datos: la sacarosa no se disocia en agua, R = 0,082 (l.atm)/(mol.K). a) 0,0116 mol/l. b) 0,0116 g/mol. c) 5,88 g/mol. d) 5,88 mol/g. X e) 344,83 g/mol. f) 344,86 mol/l. Este ejercicio evalúa la aplicación de la fórmula para la presión osmótica y el concepto de masa relativa o molar. La fórmula para la presión osmótica es 𝜋 = 𝑅 ∗ 𝑇 ∗ 𝑜𝑠𝑚 = 𝑅 ∗ 𝑇 ∗ 𝑀 ∗𝑖, donde 𝜋 es la presión osmótica, 𝑅 = 0,082 𝑙.𝑎𝑡𝑚 𝑚𝑜𝑙.𝐾 la constante de los gases ideales, 𝑇 la temperatura en Kelvin, 𝑜𝑠𝑚 = 𝑀 ∗ 𝑖 la osmolaridad, 𝑀 la molaridad e 𝑖 el factor de van’t Hoff. Como la sacarosa no se disocia en agua, su factor de van’t Hoff es igual a 1. La idea general para resolver el ejercicio consiste en, primero, calcular la molaridad a partir de la presión osmótica y, segundo, calcular la masa relativa con el dato de la masa total de soluto en la solución. Entonces, la molaridad es: 𝑀 = 𝜋 𝑅 ∗ 𝑇 = 0,28𝑎𝑡𝑚 0,082 𝑙. 𝑎𝑡𝑚 𝐾. 𝑚𝑜𝑙 ∗ 293𝐾 = 0,0116 𝑚𝑜𝑙/𝑙. Una molaridad de 0,012mol/l quiere decir que en los 500ml de la solución, debe haber 0,006 moles de soluto. Como además el ejercicio nos dice que se trata de 2g de sacarosa, podemos calcular la masa relativa (masa de un mol de sustancia) como: 𝑀𝑟 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 2𝑔 0,0058𝑚𝑜𝑙 = 344,83𝑔/𝑚𝑜𝑙. Ejercicio N°8 (1 punto) Marque con una X la opción correcta La hemoglobina es una molécula que transporta oxígeno a través de la sangre humana. Una solución acuosa que contiene 0,263 g de Hb en 10ml de solución tiene una presión osmótica de 0,02 atm. Calcular la temperatura de la solución. Datos: iHb=1, MrHb=64500 g/mol, R = 0,082 (l.atm)/(mol.K). a) 59,93 K b) 326,27 K c) 599,27 °C X d) 599,27 K X e) 326,27 °C f) 59,93 °C Este ejercicio tiene por objetivo evaluar la aplicación de los conceptos de masa relativa, molaridad, y la fórmula para el cálculo de la presión osmótica. Por un lado, la masa relativa es la masa por mol de soluto. Por el otro, la presión osmótica es: π=R*T*osm=R*T*M*i, donde π es la presión osmótica, R=0,082 l.atm/mol. K la constante de los gases ideales, T la temperatura en Kelvin, osm = M*i la osmolaridad, M la molaridad e i el factor de van’t Hoff. Sabemos que hay 0,263 g de Hb en 10 ml de solución, lo que equivale a 26,3 g en un litro. Con este último dato y teniendo en cuenta que n° moles = masa de soluto/Mr, la molaridad resulta 4,07.10-4 M. Luego solo queda despejar la temperatura en Kelvin: T= π/ R*M*i, T= 0,02 atm/ 0,082l.atm/mol.K * 4,07.10-4 mol/l *1 = 599,27 K o 326,27 °C Ejercicio N°9 (1 punto) Marque con una X la opción correcta Una resistencia (R) se encuentra conectada en paralelo a otra resistencia idéntica. Estas a su vez se encuentran conectadas en serie a una resistencia de 40 Ω. Si la resistencia total del circuito es de 60 Ω , determine el valor de R. a) 10 Ω b) 20 Ω x c) 40 Ω d) 80 Ω e) 100 Ω f) 120 Ω La resistencia total del circuito puede ser calculada como : R total= R en serie + R en paralelo 60 Ω = 40 Ω + R en paralelo 20 Ω = R en paralelo Dado que las dos resistencias que componen la parte del circuito en paralelo son idénticas podemos plantear que: 1/R en paralelo = 1/R + 1/R 1/ R en paralelo = 2. (1/R) 1/20 Ω= 2 (1/R) R= 40 Ω Ejercicio N°10 (1 punto) Indique cómo se podría determinar matemáticamente la frecuencia de un haz de luz que se propaga por el agua a) la diferencia entre la longitud de onda en el vacío y la longitud de onda en el agua b) la suma entre la frecuencia de la onda en el vacío y su velocidad en el agua c) el cociente entre la velocidad de la luz en el aire y la amplitud X d) el cociente entre la velocidad de la luz en el agua y la longitud de onda e) el producto entre la velocidad de la luz en el vacío y el índice refractario en el agua f) el producto entre la velocidad de la onda y su longitud La frecuencia se puede determinar como: f = v/𝜆
Compartir