Centro Preuniversitario UNSM-T Seminario de Fsica SEMANA 6 FISICA HIDROSTATICA Y GASES IDEALES* Para todos los casos usar: g = 10m/s2 1. Calcular la densidad (en kg/m3) que tiene un cuerpo que flota en un lquido de 1200kg/m3 con el 20% de su volumen fuera del agua.A) 960 B) 1000 C) 920 D) 880 E) 840Solucin E = mg; LgVS = Vg; 1200(0,8V) = V; = 960kg/m3 Rspta. A

2. A la presin de 7,2x105Pa y 288K de temperatura el volumen de cierto gas es igual a 0,6m3. A que temperatura (en K) esa misma masa de gas ocupara un volumen de 1,6m3, si la presin se hace igual a 2,25x105Pa?A) 220 B) 240 C) 210 D) 230 E) 250 Solucin

Rspta. B3. Un oso de 250kg se encuentra parado sobre un bloque de hielo que flota al ras en agua. Determinar el mnimo volumen (en m3) del bloque de hielo, tal que el oso no se hunda. hielo = 900kg/m3.A) 1 B) 3,5 C) 2,5 D) 3 E) 2 Solucin E = (mh + mo)g; LgVh = hVhg + mog; Vhg(L h) =moG; Vh(1000 900) = 250; Vh = 250/100 = 2,5m3 Rspta. C

4. De un baln rgido que contiene oxigeno se extrae m kilogramos del gas a temperatura constante, quedando en el baln 5kg; con lo que la presin se reduce a la mitad de la presin inicial. Calcular la masa (en kg) inicial de oxigeno que haba en el baln. A) 5 B) 7 C) 3 D) 10 E) 1Solucin

Rspta. D5. Una esfera de densidad 2g/cm3 se suelta en la superficie del agua, de un gran estanque de 40m de profundidad. Calcular el tiempo (en s) que demora la esfera en llegar al fondo del estanque.A) 4,5 B) 3,5 C) 2 D) 3 E) 4

Solucin Teniendo en cuenta la figura: mg E = ma; mg LgVS = ma; mg Lg(m/) = ma; 10 - 104/2x103 = 2; a = 5m/s2 (*)Reemp. datos en (1):

Rspta. E6.En la figura mostrada se conocen los siguientes datos de iun gas ideal:P (kPa)V2V1123P1P2Proceso 1-2:Isotermico: T1=800K ; P1=4 kPaProceso 2-3: Isobrico : P2= 1 kPaProceso 3-1:Isovolumetrico: V3=0,5 m3

V (m3)

Calcular la temperatura en el estado 3 y el volumen en el estado 2A)400K ; 0,2 m3 B) 350K ; 1,5 m3 C) 300K ; 2,5 m3 D) 200K ; 2 m3 E) 280K ; 2,5 m3 Sol.Estados 3 y 1: Aplicar: Ley Gay Lussac

Estados 1 y 2: Aplicar: Ley Boyle- Mariotte:

RESPUESTA: D7.Encontrar la presin (en Pa) en 2, si en 1 fue de 400 Pa 30040043VT21

A) 180 B) 200 C) 210 D) 220 E) 225 Estados 2 y 1: Aplicar: Ecuacin de Estado

RESPUESTA: E8.Dado la siguiente figura. Determinar el valor de la fuerza F para que el bloque de 200 N sea levantado 10cm cuando el embolo menor descienda 40 cm. 200 N10 cm40 cm F2m4m

A) 40 N B) 30 N C) 25 N D) 20 N E) 45 NSol. 200 N10 cm F2m4m40 cm F1 F2

RESPUESTA: C9.Hallar la presin en N/m2 Aa30F=100 NArea= 100 cm2

A) 5000 B) 2000 C) 4000 D) 2000 E) 3000Sol.

RESPUESTA: A10.Una esfera pesada mediante un dinammetro cuando se encuentra sumergida en agua se obtiene un peso de 60 g-f (gramos fuerza); se repite el proceso en un liquido x cuyo peso especifico es 1,5 g-f/cm3 y el resultado es 50 g-f . Cul ser el peso verdadero de la roca?A) 75 g-f B) 70 g-f C) 65 g-f D) 80 g-f E) 66 g-fSol.

RESPUESTA: D

11. La figura muestra un cubo flotante del cual sobresale las (2/5) partes de su volumen. Encuentre la relacin DS/DL. (DS = densidad del slido, DL = densidad del lquido)A) 5/2Lquido

B) 2/5C) 5/3D) 3/5E) 2/3

RESOLUCIN

W = E

RPTA.: D12.Qu porcentaje de un cubo de madera flotar en un recipiente que contiene aceite, sabiendo que la densidad de la madera es de 0,6 g/cm3 y la densidad del aceite 0,8 g/cm3.

A) 10% B) 25%C) 50% D) 75%E) 80%

RESOLUCIN

E =mg

0,8 (a-x)=0,6 a0,2 a = 0,8 x

a

Flota (por encima) = 25%RPTA.: B

13.Dos bloques de 20 N y 80 N de peso e igual volumen, flotan tal como se muestra en la figura. Determine la deformacin del resorte.(K=10 N/cm)

A) 3 cmB) 3,5 cmC) 1 cmD) 7 cmE) 5 cmRESOLUCIN1

...(1)

*2

20 + 1 000 x = 5 x 10

RPTA.: A14.Un tanque cilndrico de acero, lleno de helio, tiene un pistn que puede moverse libremente. Cuando se altera la temperatura del gas el volumen vara, manteniendo la presin a 1 atm, se tomaron lecturas de varios valores del volumen del gas para diferentes temperaturas, los resultados se muestran en la grfica, a partir de estos datos experimentales, estime el nmero de moles de helio en el cilindro. A) 0,1 B)0,2 C) 0,3 D) 0,4 E) 0,5V (litros)

0 10 20 30 40 50 60 70 804,64,85,05,25,45,65,86,0T (C)

RESOLUCIN Del grfico, pendiente de la recta:

PV = m R T

m = 0,2 mol RPTA.: B

15.En un baln se tienen 30 L de un gas licuado cuya densidad relativa es 0,6. Qu volumen ocupara cuando pase al estado gaseoso a 27 C y 624 torr ? ( = 60 uma)A) 18 000 LB) 30 L C) 9 000 LD) 50 LE) 9 L

RESOLUCINPara el gas licuado:

D=0,6 g/mL=0,6 kg /LM=..?m=D.V=(0,6)(30)=18 kgAl pasar al estado gaseoso:

* Torr

*

*En la ecuacin universal de los gases:

RPTA.: C

W

E

a

a

x

a-x

E

mg

20

80

20

kx