Física II

Un espejo cóncavo de 0.5 m de distancia focal está frente a un espejo plano situado a 1.8 m del vértice del espejo cóncavo y perpendicular al eje del mismo. A 20 cm del espejo plano y entre éste y el cóncavo está situado un punto luminoso que se refleja primero en el espejo plano y luego en el esférico. Encontrar la posición de la imagen producida por el sistema y el aumento del mismo.

Problema de Óptica geométrica.

Sean dos lentes convergentes L₁ y L₂ cuyas distancias focales son 20 cm y 5 cm respectivamente. La L₁ está formada por dos lentes delgadas yuxtapuestas, la primera de ellas biconvexa con índice de refracción 1.66 y radios iguales y la segunda bicóncava con índice de refracción 1.52 y radios iguales a la anterior. L₁ pueden moverse una respecto de la otra y entre ambas se puede desplazar una tercera lente L₃ también convergente de distancia focal 10 cm. Si la posición se elige para que la imagen intermedia dada por L₁ de un objeto situado a 1 m de ella se forme delante de L₃ a una distancia doble de su distancia focal determinar: a) radios de las lentes que forman el sistema L₁ y potencia de la biconvexa y de la bicóncava; b) las posiciones de L₁ y L₂ para que un ojo situado en el foco imagen de L₂ y mirando hacia la izquierda vea a una distancia de 25 cm la imagen del objeto; c) obtener el aumento lateral.

Problema de Óptica geométrica.

¿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.

Una diapositiva tiene 35 mm de lado. Hallar la distancia focal que ha de tener el objetivo de un aparato de proyección (una lente convergente) para que produzca imágenes de 1 m de lado sobre una pantalla que dista 4 m de la lente.

Cuestion de Óptica geométrica.

Las temperaturas más altas y más bajas registradas en los Estados Unidos han sido 134 ^oF (California 1913) y -80 ^oF (Alaska, 1971). Expresar estas temperaturas en la escala Celsius

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Uno de los extremos de una barra cilíndrica de aluminio de 2 cm de radio y 60 cm de longitud se mantiene a una temperatura constante de 100 ^oC y el otro extremo se mantiene a temperatura constante de 0 ^oC y su superficie se aísla de modo que las pérdidas de calor a lo largo de la barra sean despreciables. Calcular: a) la resistencia térmica de la barra; b) el flujo de energía térmica por conducción ó corriente térmica; c) el gradiente de temperatura y d) la temperatura a 25 cm del extremo caliente . (Conductividad térmica del aluminio: k=237 W/m K).

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

En un recinto vacío de volumen 20 cm³ se introduce 1 mg de gas hidrógeno a 17 ^oC. A continuación se disminuye la temperatura a 10 ^oC y se hace un vacío parcial hasta reducir su presión a la centésima parte de su valor inicial. a) ¿Qué valores tenían, en mm de Hg, la presión inicial y final del recinto? b) ¿Qué cantidad de hidrógeno fue extraída del recinto? c) ¿Cuántas moléculas de hidrógeno fueron extraídas?
Número de Avogadro: N_A=6.023·10²³ moléculas/mol.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un recipiente cuyo volumen es de 10 l contiene 16 g de oxígeno siendo su temperatura de 13 ^oC y está en comunicación por medio de una llave, inicialmente cerrada, con otro recipiente de volumen 8 l conteniendo oxígeno a la presión de 700 mm de Hg y temperatura de 13 ^oC. Se abre la llave que pone en comunicación ambos recipientes. Determinar: a) peso de oxígeno en el segundo recipiente; b) indicar de qué a cuál recipiente pasa oxígeno; c) presión final del gas, una vez que se ha alcanzado el equilibrio. Peso molecular del oxígeno: 32 g/mol.

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: c_p=0.25 cal/g^oC; 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.

Un litro de gas helio (γ=1.67) se encuentra a una presión de 16 atm y una temperatura de 327 ºC. Se expansiona isotérmicamente hasta que su volumen es de 4 litros y después se comprime a presión constante hasta que su volumen y temperatura son tales que una compresión adiabática devuelve el gas a su estado inicial. a) Dibujar el ciclo que sigue el gas en un diagrama PV; b) calcular la variación de energía interna en la transformación isobárica; c) calcular el trabajo realizado durante cada ciclo; d) determinar el rendimiento del ciclo.
(1 atm=101324.72 N/m²)

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de JUN2007.