Física II

Para reducir la reflexión en la superficie del cristal, las lentes van, a menudo, recubiertas de películas delgadas de sustancias transparentes como F₂Mg (n=1.38). ¿De qué espesor debe ser esta película para producir una reflexión mínima en el centro del espectro visible 550 nm? n_cristal=1.5.

Problema de Interferencias.

Una cuerda de piano está hecha de acero y tiene 50 cm de longitud y 5 g de masa, estando sometida a una tensión de 400 N. a) ¿Cuál es la frecuencia de su vibración fundamental? b) ¿Cuál es el número del armónico más alto que puede ser oído por una persona capaz de percibir frecuencias hasta de 10000 s^-1?

Problema de Interferencias.

Utilizando una red normal de difracción de 3200 líneas/cm y luz monocromática de 550 nm que incide normalmente: a) ¿a qué ángulos se producen los máximos? b) si el máximo de tercer orden de esa radiación coincide con el máximo de cuarto orden de la luz violeta, ¿cuál es la longitud de onda de la luz violeta?

Problema de Difracción.

¿Qué ángulo deben formar entre sí dos espejos si un rayo contenido en el plano que forman las normales a los espejos se refleja en ambos y la trayectoria del haz reflejado es paralela a la del incidente?

Problema de Óptica geométrica.

Una lente biconvexa está hecha de vidrio con un índice de refracción de 1.5 respecto al aire que la rodea. Los valores de los radios de curvatura de sus caras son r₁=0.3 m y r₂=0.2 m. a) Hallar la distancia focal y la potencia; b) determinar la posición y el carácter de un objeto de 3 cm de altura situado sobre el eje 0.5 m a la izquierda de la lente. Repetir las partes a) y b) para una lente convergente cóncavo-convexa del mismo vidrio teniendo los radios de curvatura el mismo valor.

Problema de Óptica geométrica.

Se calienta una sustancia de -12 ^oF a 150 ^oF. ¿Cuál es el cambio de temperatura: a) en la escala Celsius? b) en la escala Kelvin?

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Una pared está formada por 2 cm de yeso, 9 cm de un material aislante y 3 cm de madera y su superficie es de 2 m². Determinar: a)El valor de la resistencia térmica efectiva para la pared. Si la temperatura en el interior es de 20 ^oC y en el exterior -10 ^oC. Determinar: b) El flujo de energía térmica en la pared y c) La distribución de temperatura en la misma.(Conductividad térmica del yeso 0.12 W/m·K; conductividad térmica del aislante 0.04 W/m·K; conductividad térmica de la madera 0.15 W/m·K).

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Se tiene un mol de oxígeno a 25 ^oC y 770 mm de Hg de presión. Calcular: a) la densidad absoluta en g/l; b) la velocidad media de agitación de sus moléculas; c) el número de átomos de oxígeno que contendrá. Número de Avogadro: N_A=6.023·10²³ moléculas/mol; constante de los gases ideales: R=0.082 atml/Kmol=8.31 J/molK.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un recipiente cilíndrico cerrado, de paredes impermeables al calor, está dividido en dos partes iguales por un émbolo sin rozamiento, también impermeable al calor. En cada compartimento hay un gas ideal, biatómico e inicialmente ambos están a T=27 ^oC y P=71 cm de Hg. El volumen total del cilindro es V=10 l. El compartimento de la izquierda lleva un sistema de calefacción que permite calentar el gas que hay en él. Se acciona este sistema y se triplica así la presión P₁=3P. Calcular: a) las temperaturas y volúmenes finales de los dos compartimentos; b) la cantidad de calor absorbida por el gas de la izquierda; c) el incremento de entropía del conjunto. Tómese 1 atm=101324.72 N/m².

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

El dispositivo de la figura está constituido por un cilindro adiabático provisto de un pistón, también adiabático. Un tabique metálico interior M, de masa despreciable y buen conductor del calor, lo divide en dos partes A y B. Inicialmente el tabique metálico está cubierto por una superficie adiabática y los recintos A y B contienen cada uno 1 mol de un mismo gas ideal monoatómico (c_v=12.47 J/molK) a la presión de 101.3 kPa y temperaturas de 1500 K (A) y 373 K (B). Se elimina la superficie adiabática que cubre M y al mismo tiempo, el gas contenido en A se comprime cuasiestática e isotérmicamente (1500 K). Cuando la temperatura del gas B alcanza también los 1500 K se detiene el proceso de compresión. Calcúlese: a) el trabajo de compresión isoterma realizado sobre el gas que ocupa el recinto A; b) el valor final de la presión en los recintos A y B; c) las variaciones de entropía de los gases contenidos en A y B, de la placa metálica M y del Universo. Constante de los gases perfectos: R=8.31 J/molK.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.