1.
¿Qué tipo de energía
tienen los cuerpos en los siguientes casos? Razona tu respuesta[0,5 OK punto; 0,5 razonamiento]
·
Un pájaro volando.
Energía cinética, ya que se mueve a una cierta velocidad, y potencial, porque
al volar lo hace por encima del suelo a una altura.
·
Una veleta inmóvil en lo
alto de un campanario. Energía potencial, está a una altura sobre el
suelo.
·
Persona caminando por la
acera. Sólo energía cinética al moverse a una velocidad.
·
Una piedra montada sobre
una catapulta lista para disparar. Energía potencial elástica, la madera
curvada y tensa se comporta como un muelle.
2.
Si prescindimos del
rozamiento, Pedro puede subir a una montaña mediante un telesilla o por su
propio pie. ¿En cuál de los dos casos el trabajo realizado por los músculos de
Pedro o por el Telesilla es mayor? ¿Y la potencia? [0,5 OK, 0,5 razonamiento]
En ambos casos el trabajo es el mismo,
porque la diferencia de altura a la que deben de ascender es la misma, si
suponemos que lo hacen a velocidad constante, entonces:
W=ΔEp=mgΔh
En cambio la potencia es mayor en el caso
del telesilla, porque ese mismo trabajo lo hace en menor tiempo. Recuerda que
Pot=W/tiempo
Los rectángulos anteriores representan la
cantidad de energía que tiene la esfera. En el punto 1 toda la energía del
objeto es potencial, ya que no tiene velocidad, y está situado a una altura de
10 metros sobre el suelo. En el punto 2, toda la energía es cinética, ya que se
mueve a ras del suelo. Además la energía total en el punto 1 es igual a la
energía total en el punto 2 ya que no hay fuerzas no conservativas que resten a
incrementen la energía del sistema.
Este último criterio es el que utilizaremos
para resolver cuantitativamente el ejercicio.
Etotal
1 =Etotal 2
Ec1+Ep1=Ec2+Ep2
Ep1=Ec2
mgh1= 1/2mv22
gh1=1/2v22
Despejamos la velocidad:
V2=RAIZ(2gh1)=RAIZ(2·9,8m/s2·10m)=14
m/s
4.
Realiza los siguientes
cambios de unidades: [2
puntos]
100 ºC à K 20 K à ºC 24 Jul à cal 12 Kw·H à J 1200
Watt à CV
T(ºC)=T(K)-273=20K-273=-253ºC
T(K)=T(ºC)+273=100+273ºC=373
K
24Jul·(1cal/4,18J)=5,74cal
12Kw·H=12Kw·H·(1000W/1Kw)·(3600s/1H)=43.2·106
J
1200Wat(1 CV/735Watt)=1,63 CV
5. ¿Qué diferencias existen entre el calor sensible y el calor
latente? [0,5 Ok; 0,5 razonamiento]
El calor sensible es la energía calorífica
entregada a un cuerpo, (o cedida por este), cuya única consecuencia es un
cambio en la temperatura del cuerpo. En cambio el calor latente es una energía
calorífica entregada/cedida a un cuerpo que se emplea para llevar a cabo un
cambio de estado sin que cambio la temperatura del cuerpo.
6.
Mezclamos 2000 gramos de
agua, Ce=1 cal/gºC, a 20 ºC con un 250 gramos de un metal que inicialmente
estaba más caliente que el agua. Al final la mezcla termina a una temperatura
de equilibrio de 55ºC. Sabiendo que el calor específico del metal es 0,035
cal/gºC, ¿a qué temperatura estaba el metal al comienzo? [0,5 dibujo, esquema o gráfica, 0,5 uso de
unidades; 0,5 escribe ecuaciones y despeja antes de sustituir; 1 solución]
El calor Q2 que pierde el metal es igual que el
calor Q1 que gana el agua en valor absoluto. Puesto que el calor
perdido es negativo y el calor ganado es positivo:
Q1+Q2=0
M1Ce1(Teq-T1)+
M2Ce2(Teq-T2)=0 M1Ce1(Teq-T1)+
M2Ce2Teq- M2Ce2T2=0
M1Ce1(Teq-T1)+
M2Ce2Teq = M2Ce2T2
T2=(
M1Ce1(Teq-T1)+ M2Ce2Teq
)/( M2Ce2)=
= (2000g·1(cal/gºC)·35ºC+250g·0,035(cal/gºC)·55ºC)/(250g·0,035cal/gºC)=8055ºC
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