Principios Fundamentales de Física y Termodinámica para Estudiantes
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Pregunta: ¿Qué ocurre con la energía interna de un sistema que libera 120 calorías mientras se le realiza un trabajo de 310 J?
Respuesta: La variación de la energía interna ΔU = Q - W. Convertir 120 cal a J: 120 cal × 4.18 J/cal = 501.6 J. Como el sistema libera calor, Q = -501.6 J. Trab
Pregunta: Si se mezclan 18 kg de agua a 25 °C con 4 kg de hielo a 0 °C, ¿qué variable se pide calcular en termodinámica y qué principios se usan?
Respuesta: Se pide la temperatura de equilibrio usando conservación de energía (balance térmico) y considerar fusión del hielo si corresponde (calor latente y ca
Pregunta: ¿Qué información se necesita para determinar si el hielo se derrite completamente al mezclarse con agua a 25 °C?
Respuesta: Se necesita calcular el calor que cede el agua al enfriarse hasta 0 °C y compararlo con la energía necesaria para fundir 4 kg de hielo (masa × calor d
Pregunta: ¿Qué magnitud mide la potencia desarrollada por un cuerpo y cómo se relaciona con trabajo y tiempo?
Respuesta: La potencia mide trabajo por unidad de tiempo: P = W/t. Conocida la potencia y el tiempo, el trabajo realizado es W = P·t.
Pregunta: Con una potencia de 170 W durante 5 s, ¿qué trabajo se realiza?
Respuesta: W = P·t = 170 W × 5 s = 850 J.
Pregunta: Usando los datos anteriores, ¿hasta qué altura se eleva un objeto de 54 kg si desarrolla 170 W en 5 s (ignorar pérdidas)?
Respuesta: El trabajo útil es energía potencial m g h = W. Entonces h = W/(m g) = 850 J / (54 kg × 9.8 m/s²) ≈ 1.60 m.
Pregunta: ¿Hacia dónde se transfiere el calor entre una sustancia A a 28 °C y una sustancia B a 85 °P (donde P = (9/5)°C + 32)?
Respuesta: Convertir 85 °P a °C: °C = (5/9)(°P − 32) → (5/9)(85−32)= (5/9)·53 ≈ 29.44 °C. B está más caliente (≈29.44 °C) que A (28 °C), por lo tanto el calor se
Pregunta: ¿Qué tipo de transferencia de calor se da cuando se mide la temperatura con un termómetro?
Respuesta: Conducción (transferencia por contacto directo entre el termómetro y la sustancia).
Pregunta: ¿Qué tipo de transferencia de calor está involucrada en las radiografías?
Respuesta: Radiación (radiación electromagnética atraviesa tejidos y detectores).
Pregunta: Si se abre la puerta de una habitación a 22 °C hacia el exterior a 45 °C, ¿qué forma de transferencia predomina para igualar temperaturas?
Respuesta: Convección (movimiento de aire caliente hacia el interior y frío hacia el exterior).