martes, 11 de junio de 2019

SOLUCIÓN EXAMEN ELECTRICIDAD Y ENERGÍA 3ESO C 1819


1. Haz el siguiente cambio de unidades: 56 Julios a calorías, y 37 calorías a julios.

2. ¿Qué condición mínima debe de haber para que un cuerpo ceda calor a otro?

El factor de conversión es 1cal=4,18Jul

Por tanto 56 J·1cal/4,18Jul=13,4 cal

37cal·4,18J/1cal=154.66 jul

3. Una nube viaja por el cielo moviéndose por la acción del viento. Por otra parte, una persona está viéndola moverse tumbada sobre el césped del parque. Y además, un niño encima del tobogán está viendo en el parque a esa persona tumbada. ¿Qué tipo de energía tienen la nube, la persona tumbada y el niño? Explica por qué.

La nube al estar moviéndose tiene energía cinética, y al estar a una determinada altura potencial. El niño en el tobogán, si no se mueve, pero al estar allí subido, tendría potencial. LA persona tumbada no tendría ninguna energía.

4. Describe como es la transmisión de energía calorífica entre dos cuerpos en contacto térmico conocida por radiación.

Del cuerpo caliente saldrían ondas, o rayos, que se dirigen hacia e frío calentándolo. No hace falta un medio de propagación de los rayos, se puede hacer en el vacío.

 5. Indica cómo y cuándo es posible que se produzcan las siguientes situaciones al mezclar café caliente a 60ºC con leche fría a 15ºC.

a. La mezcla resultante termina a 70ºC.

b. La mezcla resultante termina a 20ºC.

c. La mezcla resultante termina a 50ºC.

La temperatura de la mezcla resultante debe necesariamente terminar en un punto intermedio entre las dos de comienzo. Por tanto la (a) es imposible. Para las otras dos, depende de las cantidades relativas de café calient o leche fría, así por ejemplo para (b) había más leche que café.

6. Las diferentes fuentes de energía, da igual renovables que no, acaban produciendo un tipo de energía versátil que podemos transportar fácilmente, ¿cuál es? ¿Cómo accionan al generador? Puedes servirte de un ejemplo, recuerda que trajimos un generador a clase.

B) Por cierto, qué partes principales tenía el generador.

La energía versátil no es otra que la eléctrica. Se trata de hacer mover al generador de corriente, para ello la fuente de energía, (la que sea), hará girar unas palas o turbinas, que provocarán un giro del bobinado de cobre del generador.

El generador tiene como partes: bobina de cobre, imanes, armadura.



7. Un elemento conductor transporta a su través cargas eléctricas de forma tal que cada 5 segundos le atraviesan 10 trillones de electrones, (carga del electrón 1’6·10-19C. Calcula la intensidad de la corriente eléctrica.

¿Cuántos tipos de materiales hay, y cita su nombre, en cuanto a su comportamiento respecto al paso de la corriente eléctrica?

Hay dos tipos de materiales: conductores y aislantes. Estos últimos no permiten el paso de cargas eléctricas a su través.

En cuanto a los cálculos numéricos, debemos saber que la I=Q/t, y que debemos conocer la carga total que pasa por el conductor. Sabemos que son 10 trillones de electrones, y que cada uno transporta una carga 1’6·10-19C. Por tanto:

Q=N·q=10·1018·1’6·10-19C=1,6C

I=Q/t=1,6C/5s=3,2 Amperios.

8. Un circuito tiene un generador de 20 voltios, consta de una resistencia de 1000 ohmios. ¿Qué diferencia de potencial hay en la resistencia? ¿Qué intensidad de corriente la atraviesa? Dibuja el circuito, incluyendo un polímetro para medir el voltaje de la resistencia.

Al haber una única resistencia, la diferencia de potencial en la resistencia será la del generador, es decir 20V. Aplicamos la Ley de Ohm para calcular lo que nos piden:

V=I·R

I=V/R=20V/1000Ω=0.02 Amperios.

9. ¿Cuáles son los elementos estáticos de los circuitos? Dibuja su símbolo.

En la pizarra hay una resistencia junto con la clave, ¿qué valor tiene la resistencia?

Los elementos estáticos estudiados son las resistencias, los generadores y los condensadores.

LA resistencia valía 200.000 ohmios.

EXAMEN 2
1. Define energía y cita sus dos principales unidades, escribiendo el factor de conversión que hay entre ellas.
Energía es la capacidad de un cuerpo para producir cambios. Sus dos principales unidades son los julios y las calorías, de forma que 1cal=4,18Jul
3. ¿Señala los puntos de la montaña rusa donde debería haber más energía potencial y más energía cinética? Di el por qué.


Habrá más energía potencial en los puntos más altos: el A y el E, y más energía cinética donde vaya más deprisa: el B, (se acepta también el D).

3. Describe el funcionamiento del radiador para poder calentar el aula en invierno, no olvides citar el mecanismo de transmisión de calor implicado.

Se produce por convección, el radiador calienta el aire que está junto a él, de forma que se dilata el aire, pierde densidad, y por tanto asciende hacia el techo. El espacio que ha dejado es ocupado por más aire, pero frío.

Una vez en el techo, se va enfriando, y vuelve a aumentar su densidad, entonces desciende hacia el suelo, y poco a poco se dirigirá hacia el radiador, dónde volverá a ser calentado y empezará de nuevo el ciclo.



5. Indica cómo y cuándo es posible que se produzcan las siguientes situaciones al mezclar sopa caliente a 800ºC y agua fría de la nevera a 5ºC

a. La mezcla resultante termina a 70ºC.

b. La mezcla resultante termina a 20ºC.

c. La mezcla resultante termina a 0ºC.

La temperatura de la mezcla resultante debe necesariamente terminar en un punto intermedio entre las dos de comienzo. Por tanto la (c) es imposible. Para las otras dos, depende de las cantidades relativas de sopa caliente o agua fría, así por ejemplo para (b) había más agua que sopa.

7. Un elemento conductor transporta a su través cargas eléctricas de forma tal que cada 8 segundos le atraviesan 4 trillones de electrones, (carga del electrón 1’6·10-19C. Calcula la intensidad de la corriente eléctrica.

¿Qué magnitud física está relacionada con los obstáculos que tienen que sortear los electrones en el conductor?

La magnitud física es la resistencia.

En cuanto a los cálculos numéricos, debemos saber que la I=Q/t, y que debemos conocer la carga total que pasa por el conductor. Sabemos que son 4 trillones de electrones, y que cada uno transporta una carga 1’6·10-19C. Por tanto:

Q=N·q=4·1018·1’6·10-19C=0’64 C

I=Q/t=0,64C/8s=0’08 Amperios.

8. Un circuito tiene un generador de 80 voltios, consta de una resistencia desconocida. ¿Qué diferencia de potencial hay en la resistencia? ¿Qué valor tiene la resistencia si sabemos que la atraviesa 1,2 A? Dibuja el circuito, incluyendo un polímetro para medir la intensidad de corriente de la resistencia.



Al haber una única resistencia, la diferencia de potencial en la resistencia será la del generador, es decir 80V. Aplicamos la Ley de Ohm para calcular lo que nos piden:

V=I·R

R=V/I=80V/1,2A=66’67 Ω

9. ¿Cuántos tipos de resistencias hay? Cítalas y descríbelas brevemente.

En la pizarra hay una resistencia junto con la clave, ¿qué valor tiene la resistencia?

Hay cuatro resistencias tipo: fijas, (con un valor constante de la resistencia), variables, (que puede ser cambiado a voluntad su valor), dependiente de la temperatura, (el valor de la resistencia dependerá de la temperatura de esta), y dependiente de la luz, (lo mismo que antes pero dependientes de la intensidad de luz que incide sobre la resistencia)

La resistencia tiene un valor de 220 ohmios.
  
10. Trajimos a clase un generador didáctico, de forma que lo giramos y observamos como el polímetro marcaba una señal en la pantalla. ¿Qué elementos o partes formaban parte del generador? ¿Qué tipo de corriente generaba?
B) ¿Qué tipo de transformación de energía tenía lugar en clase cuando lo hacíamos girar? Señalar de tal energía a cual energía.
El generador estaba formado por unos imanes, una armadura de hierro, y  una bobina de cobre que podía girar. Se generaba corriente alterna. LA transformación que tenía lugar es de energía cinética a eléctrica.

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