Física II

Dos lentes delgadas convergentes de distancias focales f₁=10 cm y f₂=15 cm distan entre sí 5 cm. Hallar la posición de la imagen de un objeto situado a 30 cm de la primera lente mediante los dos métodos siguientes: a) un cálculo lente a lente; b) considerar la lente compuesta como una lente gruesa.

Problema de Óptica geométrica.

¿Cuántas veces más lejos habrá que colocar un objeto de una lente de 0.5 dioptrías que de una de 5 dioptrías para que la imagen sea real, invertida y de doble tamaño en ambos casos?

Problema de Óptica geométrica.

Las temperaturas más altas y más bajas registradas en los Estados Unidos han sido 134 ^oF (California 1913) y -80 ^oF (Alaska, 1971). Expresar estas temperaturas en la escala Celsius

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Uno de los extremos de una barra cilíndrica de aluminio de 2 cm de radio y 60 cm de longitud se mantiene a una temperatura constante de 100 ^oC y el otro extremo se mantiene a temperatura constante de 0 ^oC y su superficie se aísla de modo que las pérdidas de calor a lo largo de la barra sean despreciables. Calcular: a) la resistencia térmica de la barra; b) el flujo de energía térmica por conducción ó corriente térmica; c) el gradiente de temperatura y d) la temperatura a 25 cm del extremo caliente . (Conductividad térmica del aluminio: k=237 W/m K).

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

En un recinto vacío de volumen 20 cm³ se introduce 1 mg de gas hidrógeno a 17 ^oC. A continuación se disminuye la temperatura a 10 ^oC y se hace un vacío parcial hasta reducir su presión a la centésima parte de su valor inicial. a) ¿Qué valores tenían, en mm de Hg, la presión inicial y final del recinto? b) ¿Qué cantidad de hidrógeno fue extraída del recinto? c) ¿Cuántas moléculas de hidrógeno fueron extraídas?
Número de Avogadro: N_A=6.023·10²³ moléculas/mol.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un recipiente cuyo volumen es de 10 l contiene 16 g de oxígeno siendo su temperatura de 13 ^oC y está en comunicación por medio de una llave, inicialmente cerrada, con otro recipiente de volumen 8 l conteniendo oxígeno a la presión de 700 mm de Hg y temperatura de 13 ^oC. Se abre la llave que pone en comunicación ambos recipientes. Determinar: a) peso de oxígeno en el segundo recipiente; b) indicar de qué a cuál recipiente pasa oxígeno; c) presión final del gas, una vez que se ha alcanzado el equilibrio. Peso molecular del oxígeno: 32 g/mol.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Calcular el aumento de la entropía específica del agua cuando se la calienta a la presión atmosférica constante desde -18 ^oC donde se encuentra en forma de hielo, hasta 150 ^oC, donde se encuentra en forma de vapor sobrecalentado. Datos: calor específico del hielo: 0.5 cal/g^oC; calor específico del agua: 1.0 cal/g^oC; calor específico del vapor: 0.47 cal/g^oC; calor de fusión del hielo: 80 cal/g; calor de vaporización del agua: 540 cal/g.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

Explíquese por qué se produce la dispersión de la luz blanca en un prisma y en una red de difracción. Analogías y diferencias. (Nota: n=n(λ)=índice de refracción).

Cuestion de Difracción.

¿A qué distancia debe colocarse un objeto respecto a una lente divergente para que la imagen: a) esté en el infinito? b) esté tan cerca del objeto como sea posible? c) sea positiva (derecha)? d) sea del mismo tamaño que el objeto? e) esté invertida y aumentada?

Cuestion de Óptica geométrica.

Dos moles de un gas ideal monoatómico inicialmente a 1 atm y 300 K realizan el siguiente ciclo, cuyas etapas son todas reversibles: 1) Compresión isotérmica hasta 2 atm, 2) Aumento isobárico de la T hasta 400K y 3) Retorno al estado inicial por el camino P=a+bT, siendo a y b constantes.
a) Dibuja esquemáticamente el ciclo sobre un diagrama P-T.
b) Calcula P, V y T de cada uno de los estados.
c) Calcula las variaciones numéricas ΔU y ΔS para cada etapa del ciclo.
d) En algún punto del último proceso la presión vale 1.5 atm ¿Cuánto vale entonces la temperatura?
(Cv para un gas ideal monoatómico = 3/2 R).

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de JUN2009.