Física II

¿Qué peso de vapor de agua a 100 ^oC debe inyectarse en un recipiente metálico de 30 kg de peso que contiene 100 kg de hielo a -20 ^oC para ponerlo a la temperatura de 25 ^oC, sabiendo que previamente se añadieron 15 kg de agua a 100 ^oC? ¿En qué condiciones térmicas se encontraba el baño cuando se empezó a inyectar el vapor? Calor específico del metal: 0.2 cal/g ^oC; calor específico del hielo: 0.5 cal/g ^oC; calor específico del agua: 1 cal/g ^oC; calor de fusión del hielo: 80 cal/g; calor de vaporización del agua: 537 cal/g.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Estimar la capacidad calorífica molar C_v: a) para el gas Ne; b) para el gas N ₂; c) para el Pb (en todos los casos a 400 K).

Cuestion de Teoría Cinética de los Gases.

Cien litros de oxígeno a 20 ^oC se calientan a volumen constante, comunicando 2555 calorías. Calcular el incremento de la presión en pascales. Se conoce c_v=5 cal/molK; R=2 cal/molK.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Se mezclan 200 g de agua a 60 ^oC con 400 g a 20 ^oC. Calcular la variación de entropía que ha experimentado el sistema cuando llega al estado de equilibrio. Se supone que el calor específico del agua es igual a la unidad.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

a) Una lente convergente de 12 cm de distancia focal está formada a su vez por dos lentes convergentes convexo-cóncavas yuxtapuestas, de modo que las superficies en contacto tienen el mismo radio. Una de las lentes tiene un índice de refracción de 1.2 y los radios de curvatura de sus caras están en relación 1 a 2; la otra tiene un índice de refracción de 1.4 y los radios de curvatura de sus caras están en la relación 2 a 3. Determinar los radios de curvatura de las caras de dichas lentes. b) Un sistema óptico está formado por dos lentes delgadas convergentes L₁ y L₂, de 12 cm y 8 cm de focal respectivamente, situadas en este orden sobre un eje óptico, y distantes entre sí 40 cm. Delante de L₁ se encuentran dos objetos idénticos verticales, A y B, separados por 4 cm, y distantes A de L₁ 20 cm (ver figura). Determinar la relación entre los tamaños de las dos imágenes; c) a continuación se desplaza L₂ hacia la izquierda hasta quedar en contacto con L₁. Encontrar la posición de las nuevas imágenes y su relación de alturas.

Problema de Óptica geométrica. Aparece en la convocatoria de JUN1999.

a) En el fenómeno de la transmisión de ondas, ¿hay cambio de fase? ¿Y en la reflexión? b) ¿A qué se llama ángulo límite?

Cuestion de Reflexión y Refracción de Ondas.

Un litro de gas helio (γ=1.67) se encuentra a una presión de 16 atm y una temperatura de 327 ºC. Se expansiona isotérmicamente hasta que su volumen es de 4 litros y después se comprime a presión constante hasta que su volumen y temperatura son tales que una compresión adiabática devuelve el gas a su estado inicial. a) Dibujar el ciclo que sigue el gas en un diagrama PV; b) calcular la variación de energía interna en la transformación isobárica; c) calcular el trabajo realizado durante cada ciclo; d) determinar el rendimiento del ciclo.
(1 atm=101324.72 N/m²)

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de JUN2007.

En el fondo plano de un estanque de profundidad h lleno de agua hay un foco luminoso puntual que ilumina cierta parte del fondo por reflexión total en la superficie. Hallar el radio del círculo en el fondo al que no llegan los rayos reflejados totalmente. Índice de refracción del agua: n_i=4/3.

Cuestion de Reflexión y Refracción de Ondas.

¿Con qué otro principio de la física podemos identificar el primer principio de la termología? Razona la respuesta.

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

En un tubo existen las tres frecuencias de resonancia sucesivas de 75, 125 y 175 Hz. a) ¿Corresponde esto a un tubo abierto por un extremo o abierto por ambos extremos? b) ¿Cuál es la frecuencia fundamental? c) ¿Qué armónicos son estas frecuencias de resonancia? d) Un alumno de física anda a lo largo de un vestíbulo grande portando un diapasón que vibra con la frecuencia del décimo armónico proporcionado por el tubo anterior. El extremo del vestíbulo está cerrado, de modo que el sonido se refleja en él. El estudiante oye 4 batidos por segundo. ¿Con qué velocidad está andando? Velocidad del sonido: 340 m/s.

Problema de Interferencias. Aparece en la convocatoria de SEP2001.