ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL

INSTITUTO DE CIENCIAS FSICAS

FSICA B EXAMEN FINAL/2005II

Nombre: _____SOLUCIN______________________Paralelo____ Firma____________________

Cada pregunta verdadero falso vale 1 punto 1) Una onda transporta masa y energa a) Verdadero b)Falso

2) las ondas necesitan de un medio para propagarse a) Verdadero b)Falso

3) La frecuencia de una onda es independiente de su amplitud a) Verdadero b)Falso

4) La expresin fv = es valida para toda onda mecnica a) Verdadero b)Falso

Los grficos representan 2 procesos isotrmicos reversibles.(Utilice esta informacin para Preguntas 5, 6, 7 y 8)

(A) (B) 5) La temperatura de ambos sistemas es la misma a) Verdadero b)Falso

6) El trabajo realizado por los dos sistemas es el mismo a) Verdadero b)Falso

7) En el sistema B se agrega calor al sistema y en A se libera calor a) Verdadero b)Falso

8) El cambio de energa interna es igual para ambos procesos a) Verdadero b)Falso

9) Un termmetro de resistencia de platino marca 10 cuando el termmetro est en hielo a 0oC. Cuando est colocado en vapor a 100oC, la resistencia es 14. Cul es la temperatura de la sustancia si el valor de la resistencia es 7 cuando el termmetro se coloca en dicha sustancia? (Vale 4 Pts.) a) -75oC b) 75 oC c) 25 oC d) -25 oC

baXT C ++++====0 (((( )))) aaba 101410014100 ====++++====(((( )))) abba 10100 ====++++====

Ca

025

4100

========(((( )))) 2502510 ========b

250250 ==== XT C

(((( )))) CT C 0752507250 ========

10) Un mol de un gas ideal se expansiona isotrmicamente a 27C desde un volumen inicial de 2 litros hasta uno final de 8 litros. La variacin de entropa es: (Vale 4 Pts.) a) 2,8 cal/K b) 7,6 cal/K c) 1,7 cal/K d) 0

11) En un recipiente metlico de 100g de peso y 0,1 cal/g C de calor especfico hay 200g de hielo a -2C. Calclese la longitud que tiene que recorrer sobre un plano inclinado de 45 para que, si el coeficiente de rozamiento es 0,4, se fundan 100 g de hielo. ( Lfhielo=3.33x105 J/kg)

(Vale 10 Pts.)

====

i

fVV

nRS ln

(((( ))))K

calJ

calKJS 8.2

186.41

.

28ln314.81 ====

====

Latentesensiblefriccion QQW ++++====

(((( ))))(((( )))) fusinhfrrhh LmTTcmcmNd 20 ++++++++====(((( )))) (((( ))))(((( )))) fusinhfrrhhtotal LmTTcmcmdgm 2cos 0 ++++++++====

(((( ))))(((( ))))(((( )))) cos 2

0

gmm

LmTTcmcmd

rh

fusinh

frrhh

++++

++++++++====

(((( )))) (((( ))))(((( ))))(((( ))))[[[[ ]]]]

Jcal

m

J

cald

186.4145cos8.91.02.04.0

6.792

200201.01005.0200

++++

++++++++

====

(((( ))))(((( ))))[[[[ ]]]](((( ))))[[[[ ]]]]

m

Jcal

m

Jcald 51002.4

186.4145cos8.93.04.0

796002110====

++++====

12) 10 moles de un gas diatmico se encuentran inicialmente a una presin de PA = 5x105 Pa y ocupando un volumen de VA = 249 10-3 m3. Se expande adiabticamente (proceso AB) hasta ocupar un volumen VB = 479x10-3 m3. A continuacin el gas experimenta una transformacin isoterma (proceso BC) hasta una presin PC = 1x105 Pa. Posteriormente se comprime isobricamente (proceso CD) hasta un volumen VD = VA = 249x10-3 m3. Por ltimo, experimenta una transformacin a volumen constante (proceso DA) que le devuelve al estado inicial a) Representar grficamente este ciclo en un diagrama P-V (Vale 3 Pts.)

A A

b) Calcular el valor de las variables termodinmicas desconocidas en los vrtices A, B, C y D (Vale 6 Pts.)

c) Hallar para cada proceso: el calor, el trabajo, la variacin de energa interna, en Joules (Vale 6 Pts.)

P(x105Pa) V(m3) T(K) A 5 0.249 1497.5 B 2 0.479 1152.7 C 1 0.958 1152.7 D 1 0.249 299.5

Q(J) W(J) U(J) AB 0 71666.7 -71666.7 BC 66428.1 66428.1 0 CD -248272.7 -70935.1 -177337.6 DA 249004.3 0 249004.3 Ciclo 67159.7 0

A

B

C D

P

V

KnRVPT AAA 5.1497314.810

249.0105 5====

========

BBAA VPVP ====

4.1

2527

========

R

R

PaV

VPP

B

AAB

54.1

4.15

102479.0

249.0105====

========

KnRVP

T BBB 7.1152314.810479.0102 5

====

======== K

nRVP

T BBB 7.1152314.810479.0102 5

====

========

35 958.0101

7.1152314.810m

PnRT

VC

CC ====

========

KnRVP

T DDD 5.299314.810249.0101 5

====

========

(((( )))) (((( ))))TTRnU ABAB 7.716665.14977.1152314.82510

25

====

====

====

(((( )))) JVV

nRTWB

CBBC 1.66428479.0

958.0ln7.1152314.810ln ============

(((( )))) (((( )))) JTTRnU CDCD 6.1773377.11525.299314.82510

25

====

====

====

(((( )))) (((( )))) JTTRnU DADA 3.2490045.2995.1497314.82510

25

====

====

====

(((( )))) (((( )))) JTTRnQ CDCD 7.2482727.11525.299314.82710

27

====

====

====

(((( )))) JUQW CDCDCD 1.709356.1773377.248272 ============

d) Calcular el cambio de entropa para cada proceso (Vale 6 Pts.)

e) Calcular el rendimiento del ciclo. (Vale 3 Pts.)

S(J/K) AB 0 BC 57.6 CD -392.2 DA 334.5

19.03.2490041.66428

7.60159Re

====

++++========

cibido

Ciclo

QW

KJ

VV

nRSB

CBC 6.57479.0

958.0ln314.810ln ===

KJ

TT

ncSD

AVDA 5.3345.299

5.1497ln314.82510ln =

==

KJ

TT

ncSC

DPCD 2.3927.1152

5.299ln314.82710ln =

==