Estudiante

Ejercicio 1
Pienso en dos puntos al mismo nivel del borde del vaso, uno en la zona “interior” del vaso I, y otro en la zona exterior, E.
Como los puntos I y E están a la misma profundidad, nivel o altura (como quieras llamarla), y el agua está en reposo, las presiones hidrostáticas serán iguales (teorema fundamental, o Bernoulli para v = 0)

pI = pE

Por otro lado pE = patm + delta x g xd   (delta = densidad del agua = 1000 km/m3; g = aceleración de la gravedad = 10 m/s2; d = nivel de interés = 0,03 m.
Y en la zona del vaso, solo hay aire “atrapado”, así que pI = patrapado.

Igualando las dos expresiones (pI = pE, boys, girls & trans!) y poniendo los valores numéricos

patrapado = patm + 1000 x 10 x 0,03 = patm + 300 Pa

(fijesense que todos los datos los puse en SIMELA ypor eso sé que la cuenta da es pascales)

ASI QUE LA RESPUESTA ES +300 pA
Ejercicio 2
No me distraigo, este es un problema de fluido REAL (viscoso), y cada tubo tendrá una resistencia Ra = Rb = Rc = R. Si las tres llaves están abiertas, entonces tenemos un paralelo entre A y B que a su vez está en serie con C… ¿si? Entonces será Rab = R/2 y Rabc = 3/2 R … si hay dudas pregunten ahora!Entonces tenemos que con las tres llaves abiertas el caudal es Q = 40 l/min y la resistencia total Rabc = 3/2 R, por lo que puedo escribir el delta p total (entre 1 y 2 del dibujo) como
delta ptotal = Q x Rtotal = 40 l/min x 3/2 R = 60 l/min x R
(no importa el valor de R, ya se cancelará…, paciencia).
Si ahora se cierra la válvula B, esta queda anulada y A queda en serie con C, por lo que
R’ac = 2R(acuerdense que yo uso la prima para la situación “después”. La diferencia de presión entre los dos depósitos 1 y 2 no cambia, porque el enunciado da a entender que son fijas. El caudal en C, que es lo que pide el ejercicio, es el nuevo caudal total, que yo llamaría Q’.
Voy a calcularlo. Por un lado:
delta p´ = Q´ x R´ac
y delta p = Q x Rabc = 60 l/min x R
pero como delta p´ = delta p
Q´x 2R = 60 l/min x R
Las R pueden cancelarse y resulta Q´= 30 l/min
Ejercicio 3
ya empezamos con ósmosis, puffff! Datos nB = 4nC y nA = 3nB.
Supongo que las tres malditas soluciones están a la misma temperatura, ya que no se dice nada al contrario.
Pongo en contacto la C con la B y trato de escribir
diferencia de presión osmótica entre C y B = (nB – nC) x R x T      (1)
aquí R es laconstante de los gases y T la temperatura absoluta. No puse el coeficiente de disociación porque son soluciones de la misma cosa, entonces el coeficiente va a ser siempre el mismo…. (además no se dice si la concentración es molar o es osmolar).
Ahora afino el lápiz y pongo algunos numeritos. Como nB = 4 nC y la mentada diferencia de presión osmótica es P, uso esa data en la ec. (1) y resulta
P = (4nC –nC) x R x T = 3nC x R x T
o mejor (creo que así será más clara la cosa):

nC x R x T = P / 3              (4)

Ahora me lavo las manos y pongo en contacto a través de una membrana similar, la A con la C. Llamando P´ a la diferencia de presión osmótica entre A y C :

P´ = (nC – nA) x R x T   (2)

Como nA = 3nB y nB = 4nC, resulta nA = 3x4nC = 12nC. Uso esta data en la ec (2) y queda:P´ = (nC – 12nC) x R x T = -11nC x R x T
o mejor (en esta 2da versión de la resolución)
nC x R x T = – P´/11 (3)
Ahora vuelvo para arriba y miro la ec (4), que quedó antes de la 2 y la 3 (¡perdonen!). Pero miren que la ec (2) y la ec (3) expresan la misma cantidad (nC x R x T, que no cambió) así que son ¡IGUALESSSS!
P / 3      = – P´ / 11          (5)
O bien despejando de aquí  P´ que es loque pide el ejercicio :
P´ = – 11 P / 3
Entre las opciones, sólo aparecen valores absolutos, así que la correcta es 11 P / 3
Ejercicio 4
Aquí el voltímetro está indicando la diferencia de potencial en el capacitor que llamaré C1. es decir
delta Vc1 = 15 V               (1)
El capacitor que está en serie con el que yo llamé C1 (aunque podría haberlo llamado Monchito), y al que llamaré C2...