Resolución de Ejercicios de aplicación

Transcripción

1 Física e Introducción a la Biofísica Resolución de Ejercicios de aplicación Unidad 2. Bases físicas de la circulación y la respiración Resolución Problema 1 Para calcular la densidad: Para calcular el peso específico (Pe):

2 Resolución Problema 2 0,916 1 L = 1 x 10-3 m 3 Resolución Problema kg/m³ x 2,1 x 10-5 m 3 Resolución Problema 4 Resolución Problema 5 2

3 Área de un círculo: cm 2 = 1 m 2 0,78 cm 2 = 7,8x10-5 m 2 Resolución Problema 6 1 kpa = Pa 250 kpa = Pa 1 m 2 = cm 2 1,49x10-4 m 2 = 1,49 cm 2 Resolución Problema 7 Los siguientes cálculos permiten justificar que ambas fuerzas ejercerán la misma presión, teniendo en cuenta las áreas a las que cada una se aplica. Presión = F/A Cálculos Caso 1 P = 18 dina/ A Calculamos el área del círculo A = π. r 2 = 3,14. (2cm) 2 = 3,14. 4 cm 2 = 12,56 cm 2 3

4 Reemplazamos el área P = 18 dina / 12,56cm 2 = 1,43 barias. Cálculos caso 2 P = 36 dina/ A Calculamos el área del círculo A = π. r 2 = π. (diámetro/2) 2 = 3,14. (5.66cm/2) 2 = 3,14. (2.83cm) 2 = 3,14. 8cm 2 = cm 2 Reemplazamos el área P = 36 dina / 25,15 cm 2 = 1,43 barias. Resolución Problema 8 Como la temperatura se mantiene constante se pueden simplificar y nos queda: Resolución Problema 9 4

5 Resolución Problema 10 Resolución Problema 11 a) Sabemos que el oxígeno es el 21% de la mezcla, por lo tanto su fracción molar equivale a 0.21 Utilizando la fórmula P A = P total. X A 138 mmhg = P total. 0,21 P total = 657 mmhg Sabiendo que 1atmósfera equivale a 760 mmhg 760 mmhg 1 atm 657 mmhg 0,86 atmósferas 5

6 b) Sabemos que X A = moles de gas A / moles totales La fracción molar de Nitrógeno es de 0,79 puesto que la de oxígeno era de 0,21 Reemplazamos: 0,79 = moles de N 2 / moles totales 0,79 = moles de N 2 / moles Moles de N 2 = moles Utilizando el Mr 1 mol de N 2 28 gramos moles de N gramos de N 2. Resolución Problema g mol 0,1 g ,27x10-3 moles 2,27x10-3 moles L 2,27x10-3 moles/l= K x 3 x10-4 atm K = 7,57 = 7,57 M/L Resolución Problema 13 88,11 g mol 155 g ,76 moles M= 1,76 moles/l 6

7 K = 8,8 = 8,8 M/L Resolución Problema 14 A 25 C A 50 C Resolución Problema K C Resolución Problema 16 a) Primero calculamos el volumen del cuarto largo 40 dm = 4 metros ancho 30 dm = 3 metros alto 2000 mm = 2 metros volumen del cuarto = largo x ancho x alto = 4m x 3m x 2m = 24m 3 Ahora que conocemos el volumen debemos saber qué masa de vapor hay en el ambiente. Sabíamos que originalmente había 12 litros de agua y ahora sólo quedan 8 litros. Como sabemos que el cuarto está cerrado 7

8 en forma hermética, podemos asumir que los 4 litros de agua que han desaparecido se han convertido en vapor y permanecen en el ambiente. Debemos ahora calcular a qué masa de vapor equivalen esos 4 litros de agua: δ = m/v Sabemos que la densidad del agua vale 1 g/cm 3 Por lo tanto 4 litros de vapor tendrán una masa de 4000 gramos. δ = m/v 1 g/ cm 3 = m / cm 3 1 g/ cm 3 x cm 3 = g Ahora calculamos la humedad absoluta HA = m vapor /v aire HA = g / 24 m 3 (sabemos que el aire ocupa la totalidad del volumen del cuarto) HA = 167 g/m 3 b) Para calcular la humedad relativa ambiente: H.R. = (m vapor / m vapor max ) x100 H.R. = (4.000g / 7.000g) x 100 = 0,57 x100 H.R. = 57% Resolución Problema 17 1 m x10 6 cm 3 1 kg g kg ,027x10 6 g Densidad del agua = 1,027x10 6 g /1x10 6 cm 3 Densidad del agua = 1,027 g/cm 3 P total = 1,013x10 6 barias + (δ x g x h) 8

9 Resolución Problema 18 P total = 1,013x10 6 barias + ( P total = 4,53x10 6 barias 1,013x10 6 barias atm 4,53x10 6 barias ,47 atm Resolución Problema 19 a) Conociendo el principio de Pascal: P 1 = P 2 = 23 barias = Por lo tanto: 23 barias = F 1 /A 1 = F 2 /A 2 23 barias = F 1 / 50cm 2 23 barias. 50cm 2 = F1 9

10 (23 dinas/cm 2 ). 50cm 2 = F dinas = F dinas 1N dinas N La fuerza ejercida por el operario es de N b) Si F 2 es 5 veces F 1 23 barias = F 2 /A 2 = (5. F 1 )/A 2 23 barias = ( dinas)/a 2 23 barias x A 2 = 5 x 750 dinas A 2 = 5750 dinas / 23 barias A 2 = 5750 dinas / 23 (dinas/cm 2 ) A 2 = 250 cm 2 El área de la plataforma que eleva la carga es de 250 cm 2. Resolución Problema cm m cm ,015 m 2 20 cm x10-3 m 2 F A = 1875 N 10

11 Resolución Problema cm m ,4 cm ,16 m 2 19,63 cm ,96x10-3 m 2 F B = 134,75 N 11