Física II

Un interferómetro acústico (ver figura) permite poner en evidencia las interferencias con la ayuda de una fuente S, estando la detección asegurada por el oído o un micrófono D. a) Lleno de aire, es necesario desplazar el tubo 2 una longitud de 2 cm para pasar de un máximo a un mínimo. ¿Cuál es la frecuencia de la fuente? b) Se sustituye el aire por una mezcla gaseosa, siendo necesario entonces desplazar el tubo 3 cm para pasar de un máximo a un mínimo. ¿Cuál es la velocidad del sonido en la mezcla gaseosa?. Velocidad de propagación del sonido en el aire v=340 m/s

Problema de Interferencias.

Una película fina de alcohol etílico (n_a=1.4) situada sobre una placa de vidrio crown (n_c=1.5) presenta bandas oscuras cuando se observa por reflexión de una luz, con incidencia normal, de 434 nm de longitud de onda o de 607.6 nm, pero no cuando se observa con cualquier otro valor de longitud de onda comprendido entre estos dos. a) ¿Cuál es el espesor de la película? b) Si el espesor fuese 558.3 nm, ¿cuál sería el mínimo ángulo de incidencia para el que podrían observarse franjas oscuras por reflexión de luz de 500 nm?

Problema de Interferencias.

Dos tubos sonoros abiertos por un extremo de 1 m de longitud cada uno están llenos el primero de O₂ y el segundo de N₂ ambos en condiciones normales. Se desea saber: a) la frecuencia de las pulsaciones que se producen al hacer vibrar ambos tubos simultáneamente con el tono fundamental; b) la temperatura que debe de tener el tubo de N₂ para que vibre con la misma frecuencia que el otro tubo.
Coeficiente adiabático del oxígeno y del nitrógeno: 1.4
Masa molecular del oxígeno: 32 g/mol; masa molecular del nitrógeno: 28 g/mol.

Problema de Interferencias.

Una red de difracción de 20000 líneas tiene una longitud de 5 cm. Hallar la separación angular de todo el espectro visible: a) para el primero, y b) para el segundo orden. Se supone que las longitudes de onda del espectro visible van desde 390 nm (violeta) hasta 770 nm (rojo).

Problema de Difracción.

Dos espejos planos A y B están en contacto a lo largo de sus aristas formando un ángulo de 45^o como se indica en la figura. Se coloca un objeto puntual P a lo largo de la bisectriz del ángulo de los dos espejos. Dibujar un diagrama para localizar gráficamente: a) la imagen de P en el espejo A (P´_A) y en el espejo B (P´_B); b) la imagen de P´_A dada por el espejo B y la de P´_B dada por el espejo A; c) determinar el número total de imágenes que se forman.

Problema de Óptica geométrica.

Se dispone de tres lentes delgadas, convergentes, iguales, de distancias focales 20 cm, alineadas sobre un eje común y separadas una de otra 30 cm. Hallar dónde se formará la imagen final de un objeto pequeño, situado en el eje 60 cm a la izquierda de la primera lente.

Problema de Óptica geométrica.

La longitud de una columna de mercurio de un termómetro es de 4.0 cm cuando el termómetro se sumerge en agua con hielo y 24.0 cm cuando el termómetro se coloca en agua hirviendo. a) ¿Cuál será su longitud en una habitación a 22 ^oC? b) La columna de mercurio mide 25.4 cm cuando el termómetro se introduce en una solución química. ¿Cuál es la temperatura de la solución?

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Un calentador eléctrico de 1 kW tiene unas resistencias que alcanzan la temperatura de 900 ^oC. Suponiendo que el 100 por ciento de la energía que cede al exterior es debido a la radiación y que las resistencias actúan como cuerpos negros radiantes ¿cuál es el área efectiva de la superficie radiante?. (Suponer que la temperatura ambiente es de 20 ^oC).

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Calcular la velocidad cuadrática media de una molécula de hidrógeno a la temperatura de 20 ^oC, en un recinto donde la presión es 70 cm de Hg. Peso molecular del hidrógeno: 2.016 g/mol; 1 atm=101324.72 N/m².

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un mol de un gas perfecto se expansiona isotérmicamente a 27 ^oC desde un volumen inicial de 2 l hasta uno final de 8 l. Calcular la variación de energía interna, de entalpía y de entropía. R=2 cal/molK.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.