1) Mezclamos 1 kg de agua a 50 ⁰C, con 1 kg de hielo a

Primer Parcial 2012 – FÍSICA
Apellido y nombre:
Lic. HyS
Puntaje: 2 puntos c/u
31 Oct. 2012
1) Mezclamos 1 kg de agua a 50 ⁰C, con 1 kg de hielo a -20 ⁰C. Ce hielo= 2.090 J/kg.K - Lf hielo = 334,4
x 103 J/kg - Ce agua=1 cal/gr. ⁰C
a) Disponemos de suficiente calor para fundir todo el hielo?
b) En caso contrario, qué masa del hielo queda sin fundir?
2) Una botella de acero de 10 l de capacidad tiene una llave que permite comunicarla con la
atmósfera. La presion exterior es de 76 cm Hg y se supone que la botella no se dilata. (R=8,31
J/mol.K; R=0,082 atm.l/mol.K; 1 atm=760 mm Hg=105 Pa). Determinar:
a) la masa del aire (Mm aire= 28,96 g/mol) contenido en la botella si su temperatura es de
0⁰C y su presión es de 114 cm Hg, estando cerrada la llave.
b) Sin abrir la llave se calienta la botella hasta 100⁰C. ¿Cual sera entonces la presión del aire
en el interior de la botella?
3) La temperatura de la fuente caliente de un motor de Carnot, que funciona por vía reversible, es
de 300 K, la de la fuente fria es de 273 K. Si recibe 2.000 calorias de la fuente a 300 K, Calcular:
a) Rendimiento máximo. Puedo llegar al 100%? Cómo?
b) Calorías cedidas a la fuente fría.
4) Enuncie la primera ley de la termodinámica, explicando los procesos ocurridos en una expansión
cuasi estática para un gas ideal monoatómico, encerrado en un cilindro con un embolo móvil,
donde se realiza una compresión isotérmica de un estado 1 a un estado 2. Cuanto varia la energía
interna total del gas? Como puedo calcular el trabajo realizado?
5) Explique el comportamiento anómalo del agua entre 0⁰C y 4⁰C
a) cómo varia su densidad y volumen en este rango de temperaturas? (Esquemáticamente,
sin valores).
b) Porqué no se congela en invierno, el agua bajo la superficie en lagos, a pesar de estar el
exterior a una temperatura por debajo de 0⁰C?
Primer Parcial 2012 – FÍSICA
Apellido y nombre:
Lic. HyS
Puntaje: 2 puntos c/u
31 Oct. 2012
1) Mezclamos 1 kg de agua a 50 ⁰C, con 1 kg de hielo a -20 ⁰C. Ce hielo= 2.090 J/kg.K - Lf hielo = 334,4
x 103 J/kg - Ce agua=1 cal/gr. ⁰C
a) Disponemos de suficiente calor para fundir todo el hielo?
b) En caso contrario, qué masa del hielo queda sin fundir?
2) Una botella de acero de 10 l de capacidad tiene una llave que permite comunicarla con la
atmósfera. La presion exterior es de 76 cm Hg y se supone que la botella no se dilata. (R=8,31
J/mol.K; R=0,082 atm.l/mol.K; 1 atm=760 mm Hg=105 Pa). Determinar:
a) la masa del aire (Mm aire= 28,96 g/mol) contenido en la botella si su temperatura es de
0⁰C y su presión es de 114 cm Hg, estando cerrada la llave.
b) Sin abrir la llave se calienta la botella hasta 100⁰C. ¿Cuál será entonces la presión del aire
en el interior de la botella?
3) La temperatura de la fuente caliente de un motor de Carnot, que funciona por vía reversible, es
de 300 K, la de la fuente fría es de 273 K. Si recibe 2.000 calorías de la fuente a 300 K, Calcular:
a) Rendimiento máximo. Puedo llegar al 100%? Cómo?
b) Calorías cedidas a la fuente fría.
4) Enuncie la primera ley de la termodinámica, explicando los procesos ocurridos en una expansión
cuasi estática para un gas ideal monoatómico, encerrado en un cilindro con un embolo móvil,
donde se realiza una compresión isotérmica de un estado 1 a un estado 2. Cuanto varia la energía
interna total del gas? Como puedo calcular el trabajo realizado?
5) Explique el comportamiento anómalo del agua entre 0⁰C y 5⁰C
a) cómo varia su densidad y volumen en este rango de temperaturas? (Esquemáticamente,
sin valores).
b) Porqué no se congela en invierno, el agua bajo la superficie en lagos, a pesar de estar el
exterior a una temperatura por debajo de 0⁰C?
Recup. 1er Parcial 2012 – FÍSICA
Apellido y nombre:
Lic. HyS
Turno Tarde/Noche
Puntaje: 2,5 puntos c/u
13 Dic.2012
1) En un recipiente aislado térmicamente que contiene 300 g de un líquido a 25⁰C se introducen 150 gr
de hielo a -6⁰C. [Ce liquido=0,950 cal/(g.⁰C); Ce hielo=2,132 kJ/(kg.K); Lf=334 kJ/kg=80 cal/g; Ce
agua= 1 cal/(g.⁰C); Lv=2,25 MJ/kg].
a) Se fundirá todo el hielo suponiendo que el recipiente está bien aislado?
b) Si no se funde totalmente, qué masa de hielo quedará una vez alcanzado el equilibrio
térmico?
c) A qué temperatura debería estar inicialmente el líquido para que se fundiera justamente el
hielo y todo el sistema quedara a 0⁰C?
2) Un mol de oxígeno gaseoso que ocupa inicialmente un volumen V=20 l a una presión p1=1,5x105 Pa,
se expande muy lentamente hasta duplicar su volumen [Cv=5 cal/(K.mol); 1 atm.l = 101,3 J; R=8,31
J/(mol.K); R=0,082 (atm.l)/(mol.K); 1 atm=760 mm Hg=105 Pa]. Determinar la presión, temperatura
y trabajo del gas, graficando en un esquema PV, si el proceso ha sido:
a) Isotermo.
b) Isobaro.
c) Adiabático.
3) La eficiencia de una planta nuclear de 1000 MW es del 33%, es decir se liberan 2000 MW de calor al
medio ambiente por cada 1000 MW de energía eléctrica producida. Si se utiliza un rio con una
rapidez de flujo de agua de 106 kg/s para eliminar el exceso de calor, cuál será el aumento de
temperatura promedio del rio?
4) Deduzca la ecuación general de estado para gases ideales, nombrando y mencionando las leyes
experimentales vinculadas (Charles, Gay-Lussac, Boyle Mariotte). En que unidades se deben medir
cada una de las variables termodinámicas involucradas, considerando el Sistema Internacional?
Examen Integral 2012 – FÍSICA
Apellido y nombre:
Lic. HyS
Turno Tarde/Noche
Puntaje: 2 puntos c/u
13 Dic. 2012
1) En un recipiente aislado térmicamente que contiene 300 g de un líquido a 25⁰C se introducen 150 gr
de hielo a -6⁰C. [Ce liquido=0,950 cal/(g.⁰C); Ce hielo=2,132 kJ/(kg.K); Lf=334 kJ/kg=80 cal/g; Ce
agua= 1 cal/(g.⁰C); Lv=2,25 MJ/kg].
a) Se fundirá todo el hielo suponiendo que el recipiente está bien aislado?
b) Si no se funde totalmente, qué masa de hielo quedará una vez alcanzado el equilibrio
térmico?
c) A qué temperatura debería estar inicialmente el líquido para que se fundiera justamente el
hielo y todo el sistema quedara a 0⁰C?
2) La eficiencia de una planta nuclear de 1000 MW es del 33%, es decir se liberan 2000 MW de calor al
medio ambiente por cada 1000 MW de energía eléctrica producida. Si se utiliza un rio con una
rapidez de flujo de agua de 106 kg/s para eliminar el exceso de calor, cuál será el aumento de
temperatura promedio del rio?
3) Por una tubería con un área de sección transversal de 4,20 cm² circula el agua a una velocidad de
5,18 m/s. El agua desciende gradualmente 9,66 m mientras que el área del tubo aumenta a 7,60
cm². δagua = 1 gr/cm3
a) Cuál es la velocidad del flujo en el nivel inferior?
b) La presión en el nivel superior es de 152 kPa;
encontrar la presión en el nivel inferior.
4) Deduzca la ecuación general de estado para gases ideales, nombrando y mencionando las leyes
experimentales vinculadas (Charles, Gay-Lussac, Boyle Mariotte). En que unidades se deben medir
cada una de las variables termodinámicas involucradas, considerando el Sistema Internacional?
5) Enuncie el Teorema de Bernoulli para Hidrodinámica, relacionando los datos con la situación
planteada en la gráfica del ejercicio 3.
Segundo Parcial 2012 – FÍSICA
Apellido y nombre:
Lic. HyS
Ej.1 al 5: 2 puntos c/u
28 Nov. 2012
1) En un tubo en U abierto, hay agua a la derecha (ρagua = 1x103 kg/m3) y mercurio a la izquierda (ρHg
= 13,6 g/cm3).
Aceite
a) Si ∆h1=1 cm, cuánto vale ∆h2?
b) Calcular la altura de aceite
(ρaceite = 0,9 g/cm3) que se
Agua
debe añadir por la columna de
mercurio, para que el nivel
de mercurio sea el mismo
Mercurio
en ambas ramas del tubo?
2) El peso aparente de un cuerpo (peso real menos el empuje) en el agua es de P1=4 kp, y en un
aceite de densidad ρaceite= 0,8 g/cm3 es de P2=4,4 kp. Calcular el peso real del cuerpo.
3) Por un tubo vertical circula agua con un caudal de 500 l/s. Calcular la diferencia de presiones
manométricas en dos puntos situados a una distancia vertical de 10 m, sabiendo que la sección
del tubo en la parte más alta es el doble que la correspondiente al punto más bajo (A2=200 cm2)
V1
1
10 m
2
4) Enunciar el principio de Arquímedes para un objeto que sumergimos en un recipiente lleno de
agua.
a) Cuando flotaría, cuando se sostiene en el seno del líquido y cuando se hundiría en el
recipiente?
5) Deducir la ecuación de continuidad para Hidrodinámica, considerando la siguiente gráfica, de un
fluido circulando por una tubería de diámetro variable
Recup. 2do parcial 2012 – FÍSICA
Apellido y nombre:
Lic. HyS
Turno Tarde/Noche
Puntaje: 2,5 puntos c/u
13 Dic. 2012
1. En el tubo en U abierto como se muestra en la figura, hay dos líquidos inmiscibles de pesos específicos
ρ1 y ρ2. Si h1= 2cm y h2 = 3cm y el líquido de la rama izquierda es agua, ¿cuánto vale ρ2?
Peso específico del agua: ρagua = 1 gf/cm3 =
=1 gf/ml = 1 kgf/l = 1.000 kgf/m3 = 10.000 N/m3...
Densidad del agua: δagua = 1 gr/cm3 =
=1 gr/ml = 1 kg/l = 1.000 kg/m3...
1 kgf=1 kp=9,86 N
2. Calcular el peso aparente de una piedra de 10 kg cuando se encuentra sumergida en agua. Densidad de
la piedra: 2,6 g.cm-3
3. Se llena una manguera con nafta y se cierra por sus dos extremos. Se introduce un extremo en un
depósito de nafta a 0,3 m por debajo de la superficie y el otro a 0,2 m por debajo del primer extremo y
se abren ambos extremos. El tubo tiene una sección transversal interior de área 4 x 10-4 m². La densidad
de la nafta es 680 kg.m-3.
a. Cuál es la velocidad inicial de la nafta?
b. ¿Cuál es el caudal inicial del flujo?
4. Enuncie el Teorema de Bernoulli para Hidrodinámica, relacionando los datos con la situación planteada
en la gráfica del ejercicio 3.
Recup. 2do parcial 2012 – FÍSICA
Apellido y nombre:
Lic. HyS
Turno Tarde/Noche
Puntaje: 2,5 puntos c/u
13 Dic. 2012
1. En el tubo en U abierto como se muestra en la figura, hay dos líquidos inmiscibles de pesos específicos
ρ1 y ρ2. Si h1= 2cm y h2 = 3cm y el líquido de la rama izquierda es agua, ¿cuánto vale ρ2?
Peso específico del agua: ρagua = 1 gf/cm3 =
=1 gf/ml = 1 kgf/l = 1.000 kgf/m3 = 10.000 N/m3...
Densidad del agua: δagua = 1 gr/cm3 =
=1 gr/ml = 1 kg/l = 1.000 kg/m3...
1 kgf=1 kp=9,86 N
2. Calcular el peso aparente de una piedra de 10 kg cuando se encuentra sumergida en agua. Densidad de
la piedra: 2,6 g.cm-3
3. Se llena una manguera con nafta y se cierra por sus dos extremos. Se introduce un extremo en un
depósito de nafta a 0,3 m por debajo de la superficie y el otro a 0,2 m por debajo del primer extremo y
se abren ambos extremos. El tubo tiene una sección transversal interior de área 4 x 10-4 m². La densidad
de la nafta es 680 kg.m-3.
a. Cuál es la velocidad inicial de la nafta?
b. ¿Cuál es el caudal inicial del flujo?
4. Enuncie el Teorema de Bernoulli para Hidrodinámica, relacionando los datos con la situación planteada
en la gráfica del ejercicio 3.