ELIPS FÍ E SICA2 ACADEMIA ELIPSE PROFESORES:FERNANDOYRICARDO PRÁCTICA2 MODALIDAD Presencial y virtual Av. Universitaria 1833 UBICACIÓN 33EERRCCIICCLLOO Líderes en asesorías universitarias para la PUCP (SEGUNDO PISO) 994455 335577 77442 CCOOMMUUNNÍÍCCAATTEE CCOONN NNOOSSOOTTRROOSS AALL:: EXAMEN2
ELIPSE ELIPSE ElipseAsesorias 994455 335577 77442 elipse_asesorias CCOOMMUUNNÍÍCCAATTEE CCOONN NNOOSSOOTTRROOSS AALL Av. Universitaria 1833 Pueblo Libre (SEGUNDO PISO) 2) EX2 2024-2 Un cubo de densidad pcubo=600kg/m3 , arista L=1m, se encuentra parcialmente sumergido en agua de densidad pagua=1000kg/m3 . El cubo está atado con una cuerda ideal unida a un globo lleno de un gas de densidad Pgas=0,2kg/m3 , el cual flota en el aire de densidad paire=1,2kg/m3 . Se asume que el material del globo es de masa y tamaño despreciable. El sistema mostrado en la figura está en equilibrio estático, con el cubo flotando en el agua y sumergido la mitad de su volumen. Determine: 1) EX2 2024-2 PARTE A Una ambulancia se mueve hacia la derecha con rapidez VA=25m/s, emitiendo un sonido con frecuencia igual a 600Hz. Un bus que se está delante de la ambulancia se mueve a la derecha con rapidez VB desconocida. El conductor de la ambulancia percibe un sonido de frecuencia igual 640Hz del reflejo de la onda sonora que proviene de la parte trasera del bus. Asumiendo que la rapidez del sonido es 340m/s, determine la rapidez del bus en m/s. PARTE B Una barra de cobre de 50cm y otra barra de aluminio de 100cm son colocadas entre dos paredes rígidas. Las barras están soldadas en su unión y a las paredes rígidas. El área transversal de la barra de cobre es el doble del área transversal de la barra de aluminio. Si se incrementa la temperatura en ∆T, el esfuerzo sobre la barra de cobre es 6x107Pa. Determine el valor ∆T. Módulo de Young del cobre=11x1010 Pa Módulo de Young del aluminio=7x1010 Pa Coeficiente de dilatación térmica del cobre=1,7x10-5°C-1 Coeficiente de dilatación térmica del aluminio=2,3x10-5 °C-1 a) La tensión de la cuerda y volumen del globo. b) Si el cubo estuviera en un líquido de mayor densidad, ¿Qué pasaría con el volumen sumergido del cubo en el agua? Justifique. c) Si se corta la cuerda ¿qué ocurriría inmediatamente después con el globo? justifique. 3) EX2 2024-2 Un tanque abierto, de área transversal A1, contiene un líquido de densidad p. En la base del tanque se hace un agujero de área A2 (A2
ELIPSE ELIPSE ElipseAsesorias 994455 335577 77442 elipse_asesorias CCOOMMUUNNÍÍCCAATTEE CCOONN NNOOSSOOTTRROOSS AALL Av. Universitaria 1833 Pueblo Libre (SEGUNDO PISO) 4) EX2 2024-2 PARTE A Una gran hielera de poliestireno tiene un área superficial efectiva de 1m2 y un espesor de 2,5 cm. Dentro se almacenan 5 kg de hielo a 0°C y la temperatura exterior es constante a 35°C. Considere que la geometría de la hielera es la de un paralelepípedo. Conductividad térmica del poliestireno=0,035W/mK Calor latente de fusión del agua = 334x10 3 J/kg a) ¿cuánto tiempo en segundos tardará en derretirse todo el hielo? Considere sólo transferencia de calor por conducción a través de las paredes de la hielera. b) Considere recubrir toda la superficie de la hielera con una capa de igual espesor usando alguno de los materiales que figuran en la siguiente tabla. Para mejorar el aislamiento térmico, ¿cuál material escogería y por qué? PARTE B Se tiene dos barras cilíndricas de igual geometría que se encuentran unidas, y debido a una diferencia de temperaturas T1 y T2 en sus extremos se genera una corriente de calor constante a través de ellas, ver figura. Las conductividades térmicas de las barras A y B son KA у KB respectivamente. La temperatura en la unión de las barras es T0, y T1 es mayor que T2. Indicar y justificar la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes afirmaciones: a) Si T0 es mayor a (T1+T2)/2, entonces KA es menor que KB. b) Si la temperatura del extremo izquierdo de la barra A fuera 2T1 y se mantiene la temperatura T2, entonces la corriente de calor que atraviesa la barra A necesariamente sería el doble del valor inicial. 5) EX2 2024-2 Una máquina térmica funciona a través de un Ciclo de Carnot siguiendo los puntos 1, 2, 3, y 4, según: 1→2: Expansión isotérmica 2→3: Expansión adiabática 3→4: Compresión isotérmica 4→1: Compresión adiabática La máquina térmica utiliza un gas ideal de índice adiabático y=1,4, con volumen inicial V1=2x10-3m3 , presión inicial P1= 9x105Pa y una temperatura de T1=327°C. Después de la primera expansión isotérmica y la primera expansión adiabática los volúmenes alcanzados son V2=6x10-3m3 y V3=12x10-3 m3 , respectivamente. a) ¿En cuál proceso del ciclo de Carnot el gas absorbe calor y en cuál proceso el gas cede calor? Justifique su respuesta. b) Determine la presión en 2 y la temperatura en 3. c) Determine la eficiencia y el trabajo del ciclo. d) Si el proceso de compresión isotérmica (3→4) en el ciclo de Carnot fuera reemplazado por una compresión adiabática, explique si este cambio sería posible y justifique su respuesta. 2
ELIPSE ELIPSE ElipseAsesorias 994455 335577 77442 elipse_asesorias CCOOMMUUNNÍÍCCAATTEE CCOONN NNOOSSOOTTRROOSS AALL Av. Universitaria 1833 Pueblo Libre (SEGUNDO PISO) 2) EX2 2024-1 PARTE A Se tiene el siguiente medidor de Venturi, donde hay dos líquidos, y el líquido de mayor densidad (más oscuro) se encuentra en el tubo en U. a) Ordene de menor a mayor las presiones de los puntos A, B, C y D b) Ordene de menor a mayor las rapideces de los puntos A, B y D. Nota: En su respuesta, si uno de los puntos está fuera del orden pedido, no tendrá puntaje. No es necesario justificar, solo ordene según lo pedido. Sea el caso de una compresión de un gas ideal que se desarrolla entre dos reservorios, uno caliente y otro frío de temperaturas TC y TF respectivamente. El gas empieza su compresión en el punto 0 (P0, V0 y T0), donde TF
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