miércoles, 21 de marzo de 2012

Guía Cambios de Estado


1.  ¿Cuántas calorías se deberían absorber para fundir 100 gramos de Plomo (L = 5,9 cal/g) a 327°C? (Temperatura de fusión del plomo: 327°C)

2.   ¿Cuánto calor se debe entregar a 4 gramos de Hielo que está a -10 °C para obtener la misma cantidad pero de vapor a 100 °C?

3.   ¿Qué cantidad de calor se debe extraer a 20 gramos de vapor de agua a 100°C para que baje a 26 °C?

4.   ¿Cuánto calor se desprende de la condensación, enfriamiento y posterior congelación de 75 gramos de vapor de agua a 373 K?

5.        ¿Cuánto hielo a 0°C se necesita agregar a 2000ml de agua a 25 °C para que la temperatura final sea 0 °C? No hay interacción de calor con el recipiente o el ambiente.

6.    Determina la temperatura resultante de la mezcla de 150 gramos de hielo a 0°C y 300ml de agua a 50 °C.

7.   ¿Cuántos centímetros cúbicos de agua se deben enfriar de 20°C a 5°C si 10 gramos de hielo, a 0°C, se colocan en un vaso con esa cantidad de agua? Desprecia el calor específico del vidrio.

8.     50 gramos de placas de Hierro (ce(hiero)=0,115 cal/g °C) a 100°C se introducen en una perforación taladrada de un gran témpano de hielo que está a 0°C. encuentre la cantidad de hielo que se funde producto de esta acción.

9.       Encuentra cuanto calor se requiere para calentar 100cc de agua desde los 77 °F hasta que  hierva a 212 °F y se evapore completamente.

10.    Una esfera de Hierro de 320 gramos se caliente en un horno muy moderno y después se dejar caer en 300 gramos de agua, los cuales están contenidos en un balde de Cobre de 110 gramos, que en un principio estaba a 20°C. Al final, luego de un instante, todo el sistema queda a 80 °C. En base a esta información: (ce(cobre)=0,094 cal/g °C;  ce(hiero)=0,115 cal/g °C)

            a)     ¿Qué cantidad de calor fue absorbida por el balde?
            b)     ¿Qué cantidad de calor fue absorbida por el agua?
            c)     ¿Cuál fue la temperatura que tenía el horno muy moderno?


Guía de Calor Sensible y equilibrio térmico


1.       ¿A qué temperatura, en grados Celsius, se encontraba una bola de cristal (Ce = 0,3681 [cal/g°C]) de 800 [gr]que absorbe 7200 [cal], alcanzando una temperatura máxima de 113 °F?

2.       ¿Cuál es el ce de una pieza de mármol de 4 [Kg] que al enfriarse 27 °C irradia 22680[cal]?

3.       ¿A qué temperatura queda un trozo de vidrio (Ce = 0,2 cal/g °C) de 1,6 Kg que se encontraba a 38 °C siabsorbe un calor de 8 Kcal?

4.       ¿Cuánto alcohol (Ce = 0,58 cal/g °C) se requiere para que al absorber 5800 [cal] haya un aumento de 4,5 °F en su temperatura?

5.       ¿Cuánto calor se necesita para elevar la temperatura de 100 gramos de Cobre (Ce = 0,094 cal/g °C) desde20 °C a 100 °C?

6.       Si a 100 gramos de Aluminio (Ce = 0,217 cal/g °C) se le suministra la cantidad de calor del ejercicio anterior,¿cuál de los dos elementos quedará a mayor temperatura?

7.       ¿A qué temperatura, en la escala Kelvin, se encontraba una barra de Cobre de 20 Kg si alcanza unatemperatura de 201,2 °F luego de absorber 47 Kcal?

8.       En un recipiente que tiene 1,2 litros de agua a 85°C se introduce una piedra de 300 gramos a 13°C. Luego de un tiempo, el agua y la piedra tienen una temperatura de 77°C. ¿Cuál es el calor específico de la piedra?

9.       Se mezcla 239cc de agua hirviendo con 174 gramos de agua a 100°F. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio?

10.   ¿Cuántos litros de agua helada, a 15°C, se deben agregar a una bañera que tiene 30 litros de agua hirviendo para que una persona se pueda bañar a unos cálidos 40°C?

11.   Al poner un huevo (100 gramos a 22°C) en un litro de agua a 363 K, se cuece en unos pocos minutos quedando todo el conjunto a 186,8°F. Calcula el calor específico del huevo.

12.   En 200cc de agua a 283 K se introduce un cuerpo de 150 gramos de Hierro que está a 383 K. ¿Cuántos grados Celsius sube la temperatura del agua?

13.   En un tambor de acero se vierte una cierta cantidad de Parafina (Ce = 0,78 cal/g °C) a 15°C, y luego un inescrupuloso vendedor le añade la mitad de esa cantidad pero de agua, la cual estaba a temperatura ambiente (30°C). ¿A qué temperatura quedará la mezcla en la escala Kelvin?

Elementos de Ondas
1.   La figura, muestra una onda que recorre 10 metros es 45 segundos. Calcular número de ciclos, periodo, frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación.

2.       Un pescador observa que el corcho de la caña realiza 40 oscilaciones por minuto, debidas a unas olas cuyas crestas están separadas 60 cm. ¿Con qué velocidad se propaga la onda?

3.       Un timbre vibra con una frecuencia de 50 Hz. Su sonido se propaga por el aire con una rapidez de 340 m/s. ¿Cuál es su periodo y su longitud de onda?

4.       Una radio FM tiene una frecuencia de 100 MHz ¿Cuál es la longitud de onda sabiendo que su velocidad es 3 x 108 m/s?

5.       Una onda de 6 ciclos toma 18 s en recorrer los 3 m que hay entre sus extremos. Calcula la longitud de onda, su frecuencia, su periodo y su velocidad de propagación.

6.       Un edificio se mece con una frecuencia aproximada a 0,2 Hz ¿Cuál es el periodo de la vibración?

7.        Un grupo de pescadores está descansando tomando sol sobre una balsa. Ellos estiman que 3 m es la distancia entre las crestas y los valles de las ondas superficiales en el agua. Encuentran, también, que 14 crestas pasan por la balsa en 20 s. ¿Con qué rapidez se están moviendo la olas?

martes, 20 de marzo de 2012



Factor
Prefijo
Símbolo
Factor
Prefijo
Símbolo
1012
tera
T
10-1
deci
d
109
giga
G
10-2
centi
c
106
mega
M
10-3
mili
m
103
kilo
k
10-6
micro
μ
102
hecto
h
10-9
nano
n
101
deca
da
10-12
pico
p
Magnitudes Fundamentales

Magnitud
Unidad de Medida (SI)
Símbolo
Longitud
Metro
m
Masa
Kilogramo
kg
Tiempo
Segundo
s
Intensidad eléctrica
Ampere
A
Temperatura
Kelvin
K
Cantidad de sustancia
Mol
mol
Intensidad luminosa
Candela
cd

domingo, 18 de marzo de 2012

ELECTRICIDAD: 
                 o   Electrización de los cuerpos.
§  Tales se dio cuenta que el ámbar luego de haber sido frotado con piel de animal, adquiría una propiedad de atraer cuerpos ligeros.
§  Luego Gilbert, sabiendo que el ámbar en griego corresponde  a elektron, comenzó a utilizar el término “eléctrico” para referirse a todo cuerpo que se comportara como el ámbar.
§  En estos tiempos, sabemos que todas las sustancias se pueden comportar de manera similar al ámbar. (ejemplo: papelitos y regla)
o   Carga eléctrica.
§  Al realizar experimentos con varios cuerpos electrizados, encontramos que existen dos grupos:
·         El primer grupo está constituido por aquellos que están electrizado positivamente y que se repelen entre sí.
·         En el segundo grupo también se repelen entre sí, pero se atraen con los del grupo anterior y se dice que están electrizados negativamente.
·         Conclusión: cargas iguales se repelen y cargas opuestas de atraen.
o   Conservación de la carga eléctrica.
§   En un átomo neutro la cantidad de protones y electrones es la misma, es decir las cargas se compensan.
§  Cuando se dice que un cuerpo tiene carga positiva, es porque tiene más protones que electrones, y cuando se dice que tiene carga negativa es porque tiene más electrones que protones.
§  Todo cuerpo está formado por átomos, por lo que está formado por protones y electrones.
§  Es importante notar que cuando se electriza un cuerpo no se crean ni se destruyen electrones, sólo pasan de un material a otro. Es decir, la carga se conserva.
§  Todo objeto que tiene carga eléctrica tiene exceso o falta de alguna cantidad entera de electrones, es decir, los electrones no pueden dividirse en fracciones, por lo que la carga es granular. Nunca se han apreciado unidades más pequeñas de carga. La carga de un electrón es igual a la del protón pero con signo distinto y es de – 1,6 x 10 -19 C. En resumen, todos los objetos cargados tienen una carga de magnitud igual a un múltiplo entero de la carga de un solo electrón.
o   Cuando frotamos dos cuerpos, como la regla con la chomba, uno de ellos queda cargado positivamente dado que pierde electrones y el otro queda cargado negativamente ya que gana electrones.
o   El átomo que ejerza menor fuerza sobre sus electrones los perderá. Es por esto que un cuerpo podrá electrizarse positiva o negativamente dependiendo del cuerpo con el cual se frote.
o   Una pequeña tabla en donde las sustancias van a quedar positivas si se frotan con las que siguen y negativas si se frotan con las que las anteceden.

§  Plexiglás
§  Vidrio
§  Marfil
§  Lana
§  Madera
§  Papel
§  Seda
§  Azufre


Ejercicios (Física General con Experimentos Sencillos, Máximo y Alvarenga)

1.  Dos hojas de un mismo tipo de papel son frotadas entre sí. ¿Quedarán electrizadas? ¿Y si frotamos dos barras hechas de un mismo tipo de plástico? Explique.
2.   Considerando una barra de goma (o caucho) electrizada negativamente al ser frotada con lana, responda:
a.       ¿El trozo de lana quedo electrizado?
b.      ¿Cuál es el signo de carga en la tela de lana?
c.       ¿Cuál de los dos cuerpos recibió electrones?
d.      ¿Cuál de los dos cuerpos quedo con exceso de protones?
3.    En el proceso de electrización al frotar una barra de vidrio con seda, el vidrio adquiere carga positiva y la seda carga negativa. El número de electrones en exceso de la seda (cantidad de carga en esta), ¿es mayor, menor o igual al número de protones en exceso en el vidrio (cantidad de carga en el vidrio)?
4.       Un pedazo de marfil se frota con una hoja de papel.
a.       ¿Cuál será el signo de la carga eléctrica que adquiere cada uno?
b.      ¿Cuál de ellos perdió electrones?
5.     Una barra de plexiglás (acrílico) es frotada con un pedazo de lana y a un terrón de azufre que se le frota con una hoja de papel, diga si la barra de plexiglás atraerá o repelerá.
a.       Hoja de papel
b.      Al terrón de azufre.

o   Conductores y aisladores (aislantes)
§  Los Conductores en sus átomos tienen electrones en las capas más lejanas que no permanecen unidos a sus respectivos átomos, y adquieren libertad de movimiento en el interior del sólido. Estos se denominan electrones libres.
·       Mediante estos electrones libres el posible que la carga sea transportada por medio de ellos y decimos que esta sustancia es un conductor.
·       Los mejores conductores son los  METALES.
§  Los dieléctricos o aislantes son aquellos en donde los electrones están más ligados al núcleo, por lo que se dificultará el desplazamiento de  las cargas a través de ellos.
·   Ejemplos de estos son el Vidrio, el plástico, el papel, la  porcelana, la madera, entre otros.
§  Un cuerpo electrizado conectado mediante un conductor a tierra tenderá a su estado neutro.
§  En climas húmedos los cuerpos se descargan fácilmente debido a que la humedad vuelve conductor al aire.


Ejercicios (Física General con Experimentos Sencillos, Máximo y Alvarenga)

1.       Se sabe que el cuerpo humano es capaz de conducir las cargas eléctricas. Explique, entonces, por qué una persona con una barra metálica en sus manos no consigue electrizarla por frotamiento.
2.       Un bus en movimiento adquiere carga eléctrica debido al roce con el aire.
a.       Si el ambiente del lugar es seco, ¿el bus permanecerá electrizado? Explique.
b.      Al agarrase de un bus para subir en él, una persona “recibirá un choque” ¿por qué?
c.       Este hecho no es común en climas húmedos ¿por qué?
3.       Para evitar la formación de chispas eléctricas, los camiones que transportan gasolina suelen traer arrastrando por el suelo una cadena metálica. Explique por qué.
4.       En las industrias de textiles o de papel, estos materiales se encuentran en constante frote con las piezas de las maquinas de producción. Para evitar incendios, el aire ambiental es humedecido continuamente. ¿A qué se debe este procedimiento?






Conceptos Básicos de Cinemática

  1. Si una persona camina 5 km hacia el Oeste y luego 12 km hacia el Sur, demorando en su recorrido 3 horas. Calcular:
    1. La distancia total recorrida.
    2. El desplazamiento realizado.
    3. La rapidez media de la persona.
    4. La velocidad media de la persona.

  1. Si un perro sale de su casa y camina 10 km hacia el Sur, 3500 m hacia el Este, 7000 m hacia el Norte y 7,5 km hacia el Oeste.
    1. ¿Cuál es la menor distancia que debe recorrer el perro para volver a su casa?
    2. Si en todo el trayecto se demora 2 horas ¿cuál es la rapidez del perro? ¿y su velocidad?

  1. Andrea y Nelson  parten de la esquina de Bueras con Ramírez. Andrea va a 25 cm/s caminando por Bueras y Nelson va a 40 cm/s por Ramírez. Al cabo de 1 minuto ambos se detienen:
    1. ¿Cuál es la distancia recorrida por Andrea? ¿y por Nelson?
    2. Si Nelson se devuelve y alcanza a Andrea ¿Cuál es su distancia recorrida? ¿y su desplazamiento?

  1. Antonia va en bicicleta a 18 km/h, al llegar a la plaza a recorrido 900 m. ¿cuánto tiempo se ha demorado en realizar su recorrido?

  1. Si una niña va al negocio de la esquina y vuelve en 5 minutos ¿Cuál es el valor de su velocidad?

  1. Un furgón recorre una carretera en línea recta con una aceleración constante de 15 m/s2. Si inicialmente se encontraba en reposo ¿cuál es la rapidez a los 10 s?

  1. Un móvil que se mueve en línea recta aumenta su velocidad desde 7 m/s a 13 m/s en 2 segundos y luego sigue con velocidad constante. ¿Cuál fue la aceleración que experimento?

  1. Una lancha acelera a una razón de 4 m/s2. Si luego de 5 segundos alcanza una velocidad de 108 km/h ¿cuál fue su velocidad inicial?



   1.       Transformar las siguientes unidades de medida a las que se le indiquen y con el menor entero    posible.


a.       5 m                a       km
b.      35 s                a       ns
c.       3 g                 a       mg
d.      24 km            a       cm
e.      36 ns              a       Gs
f.        243 μg           a       Tg
g.       0,6 mA          a       kA
h.      0,004 Gm      a       nm


Respuestas: a. 5x10-3 km;   b. 35x109 ns;   c. 3x103 mg;   d. 24x105 cm;   e. 36x10-18 Gs;  f. 243x10-18 Tg;   g. 6x10-7 kA;   h. 4x1015 nm


 2.       Transformar las siguientes unidades de medida a las que se le indiquen.

a.       2 lb                           a       kg
b.      2 lb                           a       g
c.       0,75 t                       a       kg
d.      0,75 t                        a      g
e.      60 onza                     a       g
f.        60 onza                    a       kg
g.       7 mi                         a       km
h.      7 mi                         a       cm
i.         12300 mplg              a       plg
j.        12300 mplg               a       cm
k.       5000 pie                   a       km
l.         80 plg                      a       m


               Respuestas: a. 0,9 kg;     b. 900 g;     c. 750 kg;    d. 75x104 g;    e. 1701 g;    f.1,7 kg;    g.  11,27 km;      h. 1127x103 cm;   i. 12,3 plg;    j. 31,24 cm;    k. 1,5 km;    l. 2,03 m


  3.       Transforme las siguientes unidades de medida derivadas.

a.       108 km/h                      a           m/s
b.      18000  cm/min              a           m/s
c.       18  Gm/h                      a           m/s  
d.      5  m/s                           a           km/h
e.      72 cm/min                     a           km/h
f.        2 ns2                            a           s2
g.       450 cm3                       a           m3
h.      32 mg2                          a           Tg2
i.         2 km3                           a            dm3
j.        1  cm/ms2                     a            m/s2



Respuestas­­: a. 30 m/s;    b. 3m/s;    c. 5x106 m/s;    d. 18 km/h;    e. 432x10-4 km/h;   f. 2x10-18 s2;     g. 45x10-5 m3;    h. 32x10-30 Tg2;    i. 2x1012 dm3;    j. 1x104 m/s2