Física II

En un depósito cúbico de 15 cm de arista se encuentra confinado oxígeno a una temperatura de 300 K. Compare la energía cinética media de una molécula de gas con la variación de su energía potencial gravitatoria si cae desde la parte superior del depósito a la parte inferior.
Número de Avogadro: N_A=6.023·10²³ moléculas/mol; constante de Boltzmann: k=1.381·10^-23 J/K; 1 atm=101324.72 N/m¹.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

En un recinto a temperatura ambiente de 25 ^oC se sitúa 1 kg de hielo a -10 ^oC. El hielo se derrite y alcanza un estado de equilibrio térmico con la atmósfera. Calcular el aumento de entropía del Universo, sabiendo que el calor específico del hielo a presión constante es c_p=2.093 kJ/kg^oC, que su calor de fusión es L=333.3 kJ/kg y el calor específico del agua c=4.187 kJ/kg^oC.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

Un sistema experimenta las siguientes transformaciones reversibles: 1) de A a B isotérmica a 600 K con absorción de 300 kcal; 2) de B a C adiabática hasta 100 K; 3) de C a D isotérmica a 100 K con absorción de 500 kcal; 4) de D a E adiabática hasta 400 K; 5) de E a F isotérmica a 400 K con cesión de 800 kcal. Se trata de volver al estado inicial cediendo calor solamente por vía isotérmica a 350 K. ¿Cuál es la cantidad de ese calor?

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

¿Se puede, con los mismos elementos ópticos, construir un microscopio y un telescopio? En caso afirmativo representar la marcha de los rayos en los dos casos.

Cuestion de Óptica geométrica.

Un metal está a 10 ^oC. ¿Cuál será la temperatura de un trozo de metal idéntico que está dos veces más caliente, es decir, que tiene una energía interna doble?

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Considérese el sistema óptico de la figura, constituido por dos lentes delgadas, una convergente (L₁, f´₁ = 12 cm) y otra divergente (L₂, f´₂ = -20 cm), y una lente gruesa de vidrio. Parte del sistema está inmerso en agua, como se indica. Considérense los puntos P₁, P₂ y P₃, formando un triángulo rectángulo (P₁P₂ = P₂P₃ = 1 cm).
a) Si los puntos P´₁, P´₂ y P´₃ son las imágenes de los puntos P₁, P₂ y P₃ a través de las lentes L₁ y L₂, determinar el área del triángulo formado por dichos puntos imágenes P´₁, P´₂ y P´₃. ¿Este triángulo es también un triángulo rectángulo?
b) Determinar la posición y el carácter de la imagen final de P₂ a través de todo el sistema óptico.
c) Considérese sólo la lente gruesa, pero ahora inmersa en aire. Determinar la posición que tiene sobre el eje óptico el plano focal imagen de dicha lente gruesa.
Datos: n_vidrio: 1,5; n_agua = 1,33; n_{aire = 1.}

Problema de Óptica geométrica. Aparece en la convocatoria de SEP2009.

Verificar que cuando una onda pasa a través de un medio limitado por caras planas paralelas, la dirección de propagación del rayo emergente es paralela a la del rayo incidente. Calcular el desplazamiento lateral de los rayos.

Cuestion de Reflexión y Refracción de Ondas.

Defina el principio de Huygens y comente su aplicación.

Cuestion de Interferencias.

Definir el concepto de puntos nodales, describir cómo se determinan y cuál es su relación con los puntos principales.

Cuestion de Interferencias.

Representar la variación de temperatura en función de la energía que se transfiere en forma de calor a una masa de 1 g de agua helada a -30 ºC hasta convertirla en vapor a 120 ºC. En el mismo proceso, cómo sería la gráfica correspondiente a la energía interna en función de esta energía suministrada. Calor específico del hielo 2090 Jkg^-1K^-1; calor específico del agua líquida 4190 Jkg^-1K^-1; calor específico del vapor 2010 Jkg^-1K^-1; calor latente de fusión 3.33•10⁵ Jkg^-1; calor latente de vaporización 2.26•10⁶ Jkg^-1.

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.