En un calorímetro de latón sin pérdidas, de 240 g, que contiene 750 cm3 de agua a 20.6 oC se echa una moneda de oro de 100 g a 98 oC y la temperatura sube a 21.0 oC. Determinar la cantidad de oro y de cobre que integra la moneda. Calor específico del latón: 0.09 cal/g oC; calor específico del cobre: 0.0922 cal/g oC; calor específico del oro: 0.031 cal/g oC; calor específico del agua: 1 cal/g oC. Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.
¿Existe alguna diferencia entre los patrones de interferencia producidos en una pantalla, situada a una distancia D de las fuentes, en los dos casos siguientes? a) S1 y S2 son fuentes coherente idénticas de luz monocromática λ, separadas una distancia l como indica la figura. b) S es una fuente de luz idéntica a las anteriores, situada a una distancia l/2 de un espejo plano, como indica la figura. Cuestion de Interferencias.
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 cp=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: cp=0.25 cal/goC; 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.
Explicar cómo cambiaría la intensidad de la luz sobre una pantalla iluminada por una fuente, cuando: a) se añade otra fuente de las mismas características que emita de forma coherente con la primera; b) la fuente añadida no emite de forma coherente con la primera. Cuestion de Interferencias.
Verdadero o falso. Si la afirmación es verdadera decir por qué lo es. Si es falsa dar un contraejemplo. a) Una imagen virtual puede verse sobre una pantalla. b) Una distancia imagen negativa implica que la imagen es virtual. c) Una lente divergente no puede formar una imagen real de un objeto real. d) Una lente biconvexa siempre es convergente. e) Una lente bicóncava siempre es divergente. Cuestion de Óptica geométrica.
Tres frecuencias de resonancia sucesivas de un tubo de órgano son 1310, 1834 y 2358 Hz. a) ¿Está el tubo cerrado por un extremo o abierto por ambos extremos? b) ¿Cuál es la frecuencia fundamental? c) ¿Cuál es la longitud del tubo? d) A continuación dos tubos idénticos a los del problema se utilizan como fuentes coherentes emitiendo ambos la frecuencia de 1310 Hz, enfrentados y separados por 1.5 m. ¿En qué posiciones de la recta que une ambos tubos un observador puede escuchar máximos de interferencia? Velocidad del sonido en aire en las condiciones de la experiencia: 340 m/s. Problema de Interferencias. Aparece en la convocatoria de SEP2005.
Suponga que se desea efectuar el experimento de la doble rendija de Young con las ondas de radio de una estación cuya frecuencia es de 106 Hz. ¿Cuál deberá ser la separación entre las rendijas para que el primer máximo ocurra a un ángulo de 37o respecto del haz no desviado cuando se observa a una gran distancia de las rendijas? Cuestion de Interferencias.
Se dispone de un sistema óptico formado por los siguientes elementos: una lente convergente de 12 cm de focal, una primera lente divergente de 24 cm de focal, una segunda lente divergente de 12 cm de focal y un espejo esférico situados en este orden. La lente convergente dista de la primera divergente 36 cm, la distancia entre las dos lentes divergentes es de 44 cm y la distancia entre la segunda lente divergente y el vértice del espejo es de 20 cm. Se coloca un objeto 6 cm a la izquierda de la primera lente. Determinar el radio del espejo y decir si dicho espejo es cóncavo o convexo si se desea que la imagen final sea virtual y 3.375 veces menor que el objeto. Problema de Óptica geométrica. Aparece en la convocatoria de JUN2000.
Un mol de un gas ideal biatómico a una presión inicial de 4 atm y una temperatura de 27oC realiza el siguiente ciclo reversible: 1) se expande isotérmicamente hasta que su volumen se duplica; 2) se comprime a presión constante hasta su volumen inicial; 3) se comprime isotérmicamente hasta una presión de 4 atm; 4) se expande a presión constante hasta su volumen inicial. a) Representar una gráfica exacta del proceso en un diagrama PV; b) calcular el trabajo realizado por el gas por ciclo; c) calcular el rendimiento del ciclo; d) comparar dicho rendimiento con el de un ciclo de Carnot que actuara entre las temperaturas de las isotermas anteriores. Constante de los gases perfectos R=0.082 atm·l/mol·K=2 cal/mol·K; coeficiente adiabático de un gas biatómico γ=1.4. Problema de Teoría Cinética de los Gases. Aparece en la convocatoria de SEP2001.
