Física II

Un mol de un gas ideal biatómico (ϒ=1.4) que inicialmente está a una presión de 4 atm y a una temperatura de 27 ^oC, realiza las siguientes transformaciones: 1) se expande isotérmicamente hasta triplicar su volumen; 2) se calienta a volumen constante hasta una presión de 2 atm; 3) se comprime adiabáticamente hasta la presión inicial; y 4) se enfría a presión constante hasta el estado inicial. Determinar: a) presión, volumen y temperatura en todos los estados del gas; b) la variación de energía interna en la última transformación; c) el trabajo realizado por el gas en el ciclo; d) la variación de entropía en la 2º transformación.
Datos: 1 atm=101324.72 N/m²; 1 cal=4.18 J; R=0.082 atml/molK=8.31 J/molK=2 cal/molK

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de JUN2003.

Criterio de Rayleigh del poder de separación de una rendija y de una abertura circular.

Cuestion de Difracción.

Cuando un gas se expande adiabáticamente, realiza trabajo sobre su entorno, pero si no hay aporte de calor al gas, ¿de dónde proviene la energía?

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Un punto luminoso se encuentra en el fondo de un estanque de 2 m de profundidad. Una persona en el exterior sólo observa iluminada la superficie del estanque en un círculo de 4 m de diámetro. Determinar el índice de refracción del agua y la velocidad de la luz en el estanque.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

Una luz de 546 nm de longitud de onda produce un patrón de interferencia de Young en el cual el mínimo de orden dos está a lo largo de una dirección que forma un ángulo de 18 minutos de arco respecto a la dirección del máximo central. ¿Cuál es la distancia entre las ranuras paralelas?

Problema de Interferencias.

Una pompa de jabón de 6 cm de radio exterior es iluminada con luz blanca viéndose de color rojo si se mira normalmente; si el índice de refracción del agua jabonosa es 4/3, ¿cuál tendrá que ser su radio para que se observase de color verde? ν_rojo=4.4·10¹⁴ Hz; ν_verde=5.6·10¹⁴ Hz.

Problema de Interferencias.

En un sonómetro están montadas dos cuerdas de 0.8 m de longitud e igual sección, una de aluminio y otra de acero. Si en la primera la tensión es de 1 kg y en la segunda de 2.85 kg, ambas cuerdas emiten el tono fundamental. Determinar la densidad del acero, sabiendo que la del aluminio de 2.64 g/cm³. Calcular la longitud que ha de tener la cuerda de acero para que, con la misma tensión que la de aluminio, emita el mismo sonido fundamental.

Problema de Interferencias.

Un haz de luz monocromática atraviesa una red de difracción de 5500 líneas/cm. La desviación angular de la imagen de segundo orden es de 33^o. ¿Cuál es la longitud de onda de la luz? ¿Cuál es la desviación angular de la imagen de tercer orden?

Problema de Difracción.

En el caso de un espejo cóncavo de 20 cm de radio, determinar la posición y carácter del punto imagen cuando el punto objeto se sitúa a una distancia de: a) 30 cm; b) 15 cm; c) 5 cm. ¿Qué ocurriría si el espejo fuera convexo del mismo radio?

Problema de Óptica geométrica.

Se dispone de dos lentes delgadas iguales plano-convexas de vidrio en contacto por sus caras convexas que dan, para un objeto en el infinito, una imagen real situada a 164 cm de las lentes. Se llena con agua el espacio comprendido entre las dos superficies convexas de las lentes y se obtiene, para el mismo objeto en el infinito, una imagen real situada a 492 cm de las lentes. Hallar el índice de refracción del vidrio, siendo el del agua .

Problema de Óptica geométrica.