2dofinalf2-fila1-gabarito.pdf

7/24/2019 2doFinalF2-Fila1-Gabarito.pdf

1/7

Universidad Nacional de Asuncin. Ao: 2013

Facultad de Ingeniera

FISICA 22doFinalFila:1

04-julio-2013

Tema 2

Un trozo de 0,1 kg de hierro a la temperatura de 745 C, se deja caer en una taza aislada conmasa insignificante que contiene 75 g de agua a 20 C. Suponiendo que no hay intercambio de calor

con los alrededores. 470 . 539 Calcular:

a) La temperatura final del aguab) La masa final del hierro y del agua que quede

Desarrollo:

470

. 0,11226.

ma= masa de agua

Ca= Calor especfico del agua

mh= masa de hierro

Ch= Calor Especfico del hierro

. . ( ) . . ( ) 075.1. ( 20) 100.0,1123. ( 745) 0 114,4 (Valor absurdo; se rechaza.)

Suponiendo Tf=100C

. . ( ) 100 0,1123 100745 7243,35 7243,35 Para llevar el hierro hasta 100C

. . ( ) 75 1 10020 6000 6000 Para llevar el agua hasta 100C

|| || 7243,356000 1243,35

La energa sobrante es utilizada para evaporar parte de la masa del agua. Luego, la Temperatura

final del sistema es 100C.

a) Temperatura final del agua

b) Masa final del hierro y agua sobrante.

=

1243,35539 2,31

2%

2%

2%

100

2%

2%

2%

2%

1%


2/7




04-julio-2013

Luego,

752,31 72,69

La masa de hierro no vara;

Tema 3

Un refrigerador de Carnot funciona con 18 moles de un gas ideal monoatmico ,realizando ciclos de 2s. Las temperaturas de los focos son 450 Ky 150K, y consume una potenciade 60Kw.

a) Dibujar el ciclo en un diagrama p-Vespecificando las transformaciones que locomponen. Calcular su eficiencia.

b) Calcular el calorintercambiado en cada etapa y la relacinentre los volmenes en lacompresin isotrmica.

c) Calcular la variacin de entropadel gas en cada transformacin y en el ciclo.d) Sabiendo que despus de la expansin isotrmica el volumen del gas es 0,5 m3,

calcular la presiny el volumendespus de la compresin adiabtica.

Desarrollo:

a) Eficiencia.

1 1 1 1

1450150 1 0,5

Diagrama p-V.

2%

2%

3%

72,7

p

Transf. Isotrmica: Qc

1-2 y 3-4 (2)

(1) / Tc

Transf. Adiabtica:

2-3 y 4-1 (3)

Qf (4) / Tf

V

100

0,5

1%

2%


3/7




04-julio-2013

b) Intercambio de calor y relacin entre volmenes en la compresin isotrmica.

T= 2s

P= 60000 w 60000 2 120000 120000 0,5 60000 120000 60000 180000 ln ; 8,31 .

ln 180000188,31450 2,674154 , 14,50c) Variacin de Entropa.

Para procesos isotrmicos;Proceso Isotrmico 12.

180000450 400Proceso Isotrmico 34.

60000400 400Procesos Adiabticos.

0Entropa del ciclo. 400 0 400 0 0

60000 180000

400 400 0 0

1%

1%

1%

1%

1%

1%

1%

1%

0,5%

14,50

1%

0,5%


4/7




04-julio-2013

a) Presin y volumen despus de compresin adiabtica.

1500,5, 450 , 0,097 ,, 693927,83

Tema 4

Un bloque de 3 kgde masa est conectado a un resorte horizontal de constante de fuerza 56 N/m, y semueve con un MASde amplitud 50 cm. En el instante en que el bloque pasa por su posicin de equilibrio untrozo de masilla de 500 gde masa se deja caer verticalmente sobre el bloque desde una altura pequea y se

adhiere a l.

Calcular:

a) El perododel movimiento antes del choqueb) La nueva amplitudy el nuevo perododel movimiento despus del choquec) Repita el clculo de la parte bsuponiendo que la masilla se deja caer sobre el bloque en un

extremode su trayectoria

Desarrollo:

a) Perodo antes del choque.

2 2 356 0,46 1,45 .

b) Nueva amplitud y frecuencia

1. Antes del choque

0,5 2,16

2. Durante el choque.

+ ,+, 1,85

1,45

2,5%

2,5%

2%

0,097 6,94 10

2%

2%

1%


5/7




04-julio-2013

3. Despus del choque.

+ 1,85 +, 0,46 2 + 2 +, 0,5 1,57 .

c) Bloque en el extremo de la trayectoria.

1. Antes del choque

V=0

K=0

2. Durante el choque

V=0

K=0

3. Despus del choque

V=0

K=0

Luego; 2 + 2 +, 0,5 1,57 .

0,46 . 1,57 .

0,50 . 1,57 .

2,5%

2,5%

2,5%

2,5%

1,5%

1,5%


6/7




04-julio-2013

Tema 5.

La ecuacin de una onda en una cuerda es

. . .

a) Demostrar que la ecuacin puede escribirse . . . . , siendo Vla velocidad de propagacin de la onda.

b) Usar la ecuacin de a para obtener la expresin de la velocidad transversal vydeuna partcula de la cuerda.

c) Calcular la rapidez mximade una partcula de la cuerdad) Cuanto debe ser la amplitud, en funcin de la longitud de onda, para que la rapidez

mximade una partcula de la cuerda sea igual a la velocidad de propagacinde laonda

e) En qu circunstancia la rapidez mximade una partcula de la cuerda es mayora lavelocidad de propagacinde la onda

Desarrollo:

a) .cos. . 1 . cos. . . 2 . 2 . . 2 . 2. . . [2 . .]

b) Velocidad transversal.

. 2. . [2 . . ]

c) Velocidad mxima de una partcula.

Vyes mximo para . . 1 . .

4%

1%

2%

. cos. . =

. . .

. 2. . [2 . .]

. 2.

3%

2%


7/7




04-julio-2013

d) Amplitud para cuando la velocidad mxima de la partcula es igual a la velocidad de

propagacin de la onda.

. .

e) Velocidad mxima de una partcula mayor a la velocidad de propagacin de onda.

>

.

> 1

>

2

> 2

2%

2%

2%

2%

2dofinalf2-fila1-gabarito.pdf

Documents