1.-Consideremos un paciente que reciben una Infusión Intravenosa por flujo gravitacional en un hospital. Si la presión manométrica sanguínea en la vena es de 20mmHg.Demuestra que la altura que debe colocarse la botella para que la infusión intravenosa funcione correctamente es la altura de 25,9cm. (Densidad de la sangre es 1,05x103Kg/m3, aceleración de la gravedad g=9,81m/s2, considerar la presión manométrica en la vena 20mmHg)

Datos

P=20mmh g

σ =1.05x 103 kgm 3

g=9.81m

s2

SoluciónComo sabemos por teoría que la presión se define como:

P=σg h

h=Pσg

Luego reemplazando valores tenemos

h= 20mmhg

1.05 x103 kgm3

x9.81m

s2

x 133.32N /m2

h=0.2588m

Llevando a cm tenemos

h=25.9cm

Finalmente queda demostrado que la altura que debe colocarse la botella para la infusión intravenosa es de 25.9cm

2.-Un paciente en un hospital necesita una transfusión de sangre, que se administrará a través de un brazo, infusión venosa gravitacional. El médico quiere suministrar 500centimetros cúbicos de sangre durante un periodo de 10min. A través de una aguja calibre 18, de 50mm de longitud y diámetro interior de 1mm. Deduce a qué altura sobre el brazo deberá colgarse la bolsa de sangre. Considere la presión manométrica al inicio de la aguja calibre l8 el valor de presión manométrica de 15mmHg. (Viscosidad de la sangre 1,7x10-3Pa s)SolucionDatos:V=500centimetros cúbicos de sangret=Periodo de 10min.L= 50mm de longitudD= de 1mmH=Bolsa de sangreP=Manométrica de 15mmHgV=Viscosidad de la sangre 1,7x10-3Pa s)

Sabemos que:P=σg h

h=Pσg

Luego reemplazando valores tenemos

h= 15mmhg

1.05 x103 kgm3

x9.81m

s2

x 133.32N /m2

h=0.1941

h=19.4cm

Finalmente se deduce que la altura que debe colocarse la botella para la infusión sanguínea es de 19.4cm

393

293

Wn

3.-Se dispone de botellas de 1,5 litros de agua a temperatura ambiente (20 ºC).a) Calcular la temperatura final del conjunto si se mezcla una botella con 100 g de hielo a -5 ºC.

SoluciónDatos:botella de1,5 litros=1.5kg=1500g . temperatura inicial=20º Cbotella dehielo=100g . temperatura inicial=−5º CCalor especifico del agua=1.00cal/gºCCalor especifico del hielo=0.50cal/gºCSabemos que:

Qabs=Qce dPero:Q=m∆ TReemplazando tenemosQabs=Qce d1500 x1 x (Tf −(273+20))=100x 0.5 x (Tf −(273−5 ))30(Tf −293)=(Tf −268)30Tf −30 x 293=Tf −26829Tf =600−5

Tf =(30 x293−268 ) ºK

29

Tf =18.66 ºC

b) Calcular el calor necesario para evaporar toda el agua de una botella; hallar el tiempo que requiere este proceso si se usa un microondas de 100 W.

Q=m∆ TQ=1500 x (373−293)Q=120 kcal

Con los resultados a, b, predice la eficiencia de una máquina de Carnot que utiliza el vapor a 100 ºC como foco caliente y agua a 20 ºC como foco frío.

n=FF−FCFc

n=393−293393

n=0.25

4.-Un herrero sumerge una herradura de acero caliente con una masa de 2Kg en una cubeta que contiene 20Kg de agua. La herradura al principio está a una temperatura de 600ºC y el agua está inicialmente a una temperatura de 20ºC.Suponiendo que no se evapora el agua, evalúaa) el cambio de entropía de la herradura.b) el cambio de entropía del agua.c) el cambio global en la entropía del agua y la herradura.Compara las respuestas a,b, c y explique las diferencias.(Calor específico del acero 0,107 cal/gºC.)

SolucionDatos: m1= 2Kg acerom2=20Kg de aguaT1 acero=600ºCT2 agua=20ºC

Sabemos que

Q=m∆ T

ΔS=QT

∴T=cte

Para el aceroQ=m(Tf −Ti)Q=200g0.107cal /gºC (873−293)Q=12.412kcala.-Para el aguaQ=m(Tf −Ti)Q=200g1 .0cal /gºC (873−293)Q=1160 kcal Y luego

∆ S=QT

b.-Para el acero

∆ S=QT

∆ S=12.412837

∆ S=0.014

Para el agua

∆ S=QT

∆ S=1160293

∆ S=3.96

c.-Para el acero y agua

∆ S=Q 1T

−Q2T

∆ S=3.96−0.014∆ S=3.95