Problema

Un interferómetro acústico (ver figura) permite poner en evidencia las interferencias con la ayuda de una fuente S, estando la detección asegurada por el oído o un micrófono D. a) Lleno de aire, es necesario desplazar el tubo 2 una longitud de 2 cm para pasar de un máximo a un mínimo. ¿Cuál es la frecuencia de la fuente? b) Se sustituye el aire por una mezcla gaseosa, siendo necesario entonces desplazar el tubo 3 cm para pasar de un máximo a un mínimo. ¿Cuál es la velocidad del sonido en la mezcla gaseosa?. Velocidad de propagación del sonido en el aire v=340 m/s

Problema de Interferencias.

Una película fina de alcohol etílico (n_a=1.4) situada sobre una placa de vidrio crown (n_c=1.5) presenta bandas oscuras cuando se observa por reflexión de una luz, con incidencia normal, de 434 nm de longitud de onda o de 607.6 nm, pero no cuando se observa con cualquier otro valor de longitud de onda comprendido entre estos dos. a) ¿Cuál es el espesor de la película? b) Si el espesor fuese 558.3 nm, ¿cuál sería el mínimo ángulo de incidencia para el que podrían observarse franjas oscuras por reflexión de luz de 500 nm?

Problema de Interferencias.

Dos tubos sonoros abiertos por un extremo de 1 m de longitud cada uno están llenos el primero de O₂ y el segundo de N₂ ambos en condiciones normales. Se desea saber: a) la frecuencia de las pulsaciones que se producen al hacer vibrar ambos tubos simultáneamente con el tono fundamental; b) la temperatura que debe de tener el tubo de N₂ para que vibre con la misma frecuencia que el otro tubo.
Coeficiente adiabático del oxígeno y del nitrógeno: 1.4
Masa molecular del oxígeno: 32 g/mol; masa molecular del nitrógeno: 28 g/mol.

Problema de Interferencias.

Una red de difracción de 20000 líneas tiene una longitud de 5 cm. Hallar la separación angular de todo el espectro visible: a) para el primero, y b) para el segundo orden. Se supone que las longitudes de onda del espectro visible van desde 390 nm (violeta) hasta 770 nm (rojo).

Problema de Difracción.

Una persona de 1.65 m de altura y que tiene sus ojos a 12 cm del punto más alto de su cabeza desea verse completamente en un espejo vertical plano. Determinar: a) a qué distancia del suelo debe estar situada la base del espejo; b) la longitud mínima del mismo; c) ¿dependen dichos valores de la distancia de la persona al espejo?

Problema de Óptica geométrica.

Tres lentes delgadas convergentes de 10 dioptrías cada una están alineadas sobre un eje común y dispuestas de tal modo que el foco imagen de una coincide con el foco objeto de la siguiente. Hallar la situación final de la imagen de un pequeño objeto situado 1 m a la izquierda de la primera lente.

Problema de Óptica geométrica.

La longitud de una columna de mercurio de un termómetro es de 4.0 cm cuando el termómetro se sumerge en agua con hielo y 24.0 cm cuando el termómetro se coloca en agua hirviendo. a) ¿Cuál será su longitud en una habitación a 22 ^oC? b) La columna de mercurio mide 25.4 cm cuando el termómetro se introduce en una solución química. ¿Cuál es la temperatura de la solución?

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Un calentador eléctrico de 1 kW tiene unas resistencias que alcanzan la temperatura de 900 ^oC. Suponiendo que el 100 por ciento de la energía que cede al exterior es debido a la radiación y que las resistencias actúan como cuerpos negros radiantes ¿cuál es el área efectiva de la superficie radiante?. (Suponer que la temperatura ambiente es de 20 ^oC).

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

La figura representa un cilindro con paredes térmicamente aislantes, con un émbolo central móvil sin rozamiento y también aislado térmicamente. A cada lado del émbolo hay 54 l de un gas perfecto cuyo calor específico a presión constante es c_p=4 cal/molK, a la presión de 1 atm y 0 ^oC. Mediante una resistencia eléctrica se suministra calor al gas del lado izquierdo; esta porción de gas se expande y comprime la de la derecha hasta que su presión resulta ser 7.29 atm. Calcular: a) temperatura final del gas de la izquierda; b) trabajo realizado sobre el gas de la derecha, teniendo en cuenta que este gas por estar totalmente aislado no puede intercambiar calor; c) calor suministrado al gas de la izquierda. Constante de los gases perfectos: R=2 cal/molK; 1 atm=101324.72 N/m².

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Una masa de aire de 1 kg se encuentra inicialmente a una temperatura de 15 ^oC y una presión de 76 cm de Hg. Se le hace describir el siguiente ciclo: 1) compresión adiabática hasta una presión de 30 atm; 2) calentamiento a presión constante suministrando 300 kcal; 3) expansión adiabática hasta llegar al volumen inicial; 4) transformación isócora hasta llegar a las condiciones iniciales. a) Calcular P, V y T al final de cada una de las transformaciones; b) rendimiento del ciclo. Datos: c_p=0.25 cal/g^oC; γ=1.4; 1 atm=101324.72 N/m²; 1 cal=4.18 J; masa de 1 l de aire en condiciones normales: 1.293 g.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.