Física II

Un foco de luz monocromático de longitud de onda λ=500 nm se intercepta mediante una pantalla provista, en su centro, de un orificio por donde únicamente puede pasar la luz hasta otra pantalla situada a una distancia de 2 m de la primera. El orificio tiene un diámetro de 2 mm y se encuentra a una distancia del foco luminoso de 1 m. Calcular el número de zonas de Fresnel comprendidas en la porción de onda luminosa alcanzada por la abertura del orificio.

Problema de Difracción.

Un pisapapeles de vidrio cuyo índice de refracción es de 1.55 tiene forma semiesférica de radio 4 cm y está colocado sobre un montón de papeles, coincidiendo el centro con una letra «O» de 2.5 mm de diámetro. ¿Cuál es la posición y el diámetro aparente de dicha letra cuando se observa desde fuera con incidencia normal?

Problema de Óptica geométrica.

Con un aparato fotográfico cuyo objetivo tiene una distancia focal de 20 cm sacamos una foto de un coche que corre a velocidad de 60 km/h a 100 m por delante de nosotros y en dirección perpendicular al eje del objetivo. Se pide: a) calcular el tiempo de exposición sabiendo que la foto es nítida si durante la exposición un punto imagen no se desplaza más de 0.1 mm; b) si la distancia máxima entre el objetivo y la placa es de 21 cm, ¿cuál será la mínima distancia a la que podemos sacar una foto correcta? c) Si quisiéramos con este aparato retratar un objeto situado a 40 cm del objetivo, ¿qué lente hemos de colocar yuxtapuesta al objetivo?

Problema de Óptica geométrica.

Un objeto se coloca en un punto fijo frente a una pantalla fija. Una lente delgada colocada entre el objeto y la pantalla produce una imagen nítida del objeto sobre la pantalla cuando se coloca en cualquiera de dos posiciones separadas 10 cm. Los tamaños de las imágenes en las dos posiciones están en razón de 3:2. a) ¿Cuál es la distancia focal de la lente? b) ¿Cuál es la distancia de la pantalla al objeto?

Problema de Óptica geométrica.

Un calorímetro contiene agua y dentro de ella un recipiente con 20 cm³ de agua. El equivalente en agua del calorímetro, accesorios y agua que contiene, excepción hecha de la masa m, es de M=400 g. Se pone el recipiente, por medio de un estrecho tubo, en comunicación con un recinto vacío, y así el agua que contiene se vaporiza lentamente, bajando la temperatura del calorímetro. Se hacen dos experimentos: en el primero la temperatura pasa de t₁=55.1 ^oC a t₂=26.5 ^oC y en el segundo de t´₁=40 ^oC a t´₂=10.8 ^oC. No hay pérdidas. Suponiendo que el calor latente de vaporización viene expresado por la fórmula L=a-bt, calcular a y b. Calor específico del agua:c= 1 cal/g ^oC.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Si se deja caer desde una altura h un recipiente térmicamente aislado y lleno de agua de forma que choque inelásticamente contra el suelo, ¿cuál debe ser el valor de h para que la temperatura del agua aumente 1^oC?

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Calcular la potencia necesaria para comprimir hasta una presión de 5 kg/cm² 10 m³/h de aire tomado inicialmente a la presión de 760 mm de Hg y a 27 ^oC: a) cuando la compresión es isoterma; b) cuando la compresión es adiabática (γ=1.4). Se considera el aire como un gas perfecto.
Tómese 1 atm=1 kg/cm²=101324.72 N/m².

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

2000 moles de un gas ideal evolucionan según un ciclo de Carnot entre 180 ^oC y 40 ^oC. La cantidad de calor absorbida de la fuente caliente es de 40·10⁵ J y la presión máxima alcanzada en el ciclo es de 10⁵ N/m². Suponiendo que c_p=7/2·R calcular: a) el volumen del gas al iniciarse y al finalizar la expansión isotérmica; b) el trabajo realizado por el gas durante la expansión; c) el trabajo realizado sobre el gas durante la compresión.
Tómese 1 atm=101324.72 N/m²; R=2 cal/molK.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

¿Por qué al mirar por un anteojo al revés (por el objetivo en lugar de por el ocular), formado por el acoplamiento de dos sistemas convergentes, se ven los objetos mucho más pequeños que cuando se mira correctamente?. Dibujar la marcha de los rayos en ambos casos

Cuestion de Óptica geométrica.

Un cilindro de paredes impermeables al calor está dividido en tres compartimentos, A, B y C por dos pistones, M₁ y M₂ móviles reversiblemente y sin rozamientos. Cada compartimento contiene 1 mol de gas perfecto diatómico, siendo inicialmente la presión en los tres compartimentos igual, P₀=10⁵ N/m² y la temperatura en los tres T₀=300 K. En el compartimento A hay una resistencia eléctrica de capacidad calorífica despreciable, que calienta muy lentamente el gas hasta que la temperatura en C es de 360 K. Determinar la presión, el volumen y la temperatura final en los tres compartimentos, así como el calor suministrado por la resistencia en el siguiente caso: el pistón M₁ es adiabático (impermeable al calor) y el M₂ es diatérmico (permeable al calor)
Tómese: 1 atm=101324.72 N/m²; R=2 cal/molK=0.082 atml/Kmol.

Problema de Teoría Cinética de los Gases. Aparece en la convocatoria de SEP1999.