Examen Corto - prof.usb.ve.

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Prof. Rafael A. Escalona Z.
FIS-3151 FISICA PARA BIOLOGOS
EXAMEN CORTO (20%)
(AÑO 2001)
Apellidos, Nombre:_____________________________________________
Carnet:________________________
Parte A: Problemas de selección múltiple. JUSTIFIQUE breve y convenientemente
sus respuestas. ( 2 puntos cada pregunta)
A1) La Ley Cero de la Termodinámica se puede interpretar diciendo que:
a) es la definición exacta de la temperatura absoluta para un sistema termodinámico
b) en un sistema aislado la temperatura absoluta se conserva
c) para un sistema termodinámico, la única manera de cambiar su temperatura es
suministrándole calor
d) dos sistemas termodinámicos en equilibrio térmico tienen la misma temperatura y
por tanto no intercambian calor
e) dos sistemas termodinámicos en equilibrio térmico tienen la misma temperatura,
pero pueden intercambiar calor.
A2) Diga cual de las siguientes afirmaciones es falsa:
a) La variación de energía interna en un sistema termodinámico no depende de
procesos o trayectorias termodinámicas.
b) Un cuerpo puede absorber calor sin que su temperatura aumente.
c) Cuando una sustancia cambia de fase, absorbe o cede calor.
d) El calor intercambiado entre un sistema termodinámico y el medio
ambiente es independiente de cómo se realiza este intercambio.
e) El trabajo mecánico para efectuar un cambio dado en el estado
termodinámico de un sistema depende de cómo se realiza este cambio.
A3) Sea un sistema compuesto por un gas ideal cuya masa total permanece constante.
Diga cual de las siguientes afirmaciones es verdadera:
a) En un proceso adiabático, la energía interna permanece constante.
b) En un proceso isométrico, la presión es inversamente proporcional al volumen
ocupado por el gas.
c) En un proceso isotérmico, la presión es directamente proporcional al volumen
ocupado por el gas.
d) En un proceso isobárico, el volumen es directamente proporcional a la
temperatura del gas.
e) Ninguna de las anteriores
A4) Sea un gas ideal que realiza un proceso isotérmico. Una de las siguientes
afirmaciones es verdadera:
a) la variación de energía interna es igual al trabajo realizado en el proceso.
b) la variación de energía interna es igual al calor intercambiado en el proceso.
c) el calor intercambiado es igual al trabajo realizado en el proceso.
d) el trabajo es numéricamente igual a nRT, donde n es el número de moles, R la
constante universal de los gases y T la temperatura absoluta.
e) el trabajo es numéricamente igual a p.∆
∆ V, donde p es la presión y ∆ V es la
variación de volumen del sistema
A5) La tasa metabólica de una mujer atleta de 50 kg se incrementa a 40x104 Joules
mientras corre una media-maratón. Se sabe que el calor específico del cuerpo
humano es 3600 Joules/kg.°C. Si el cuerpo ‘disipa’ un calor equivalente a
20x104 Joules, el incremento de la temperatura corporal en la atleta es de:
a) 0,4x10-4 °C
b) 0,55 °C
c) 1,11 °C
d) 38,5 °C
e) ninguna de las anteriores
Parte B) Problema de Desarrollo. JUSTIFIQUE clara y concretamente el
procedimiento a seguir, asi como sus respuestas algebraicas y/o numéricas.
Un recipiente contiene un mol de hidrógeno (gas diatómico, calor específico molar a
presión constante Cp = (7/2)R) y está cerrado por un pistón móvil de masa despreciable y de
área A, sobre el cual está una persona de masa M, como se sugiere en la figura. La altura
inicial del pistón con respecto al fondo del recipiente es h0 , y todo el sistema está sometido
al campo gravitacional con aceleración g. El gas se considera ideal.
a) Determine la temperatura de equilibrio en función de los datos del enunciado.
(3 ptos).
b) Se le suministra al gas cierta cantidad de calor, de tal manera que el pistón y la
persona suben a velocidad constante hasta una altura h> h0 . Hállese el calor
suministrado. (3 ptos.).
c) Hállese el trabajo realizado por el gas al variar la altura de h0 hasta h en función de
los datos del enunciado. ( 2 ptos).
d) Demuestre que la variación de energía interna en el gas es (5/2).Mg.(h- h0).
( 2 ptos).