SOLUCIONARIO UNI Viernes

Solucionario

2015  -IIFísica

y
Física

y
Química

Examen de admisión

Quím

FÍSICA
PREGUNTA N.o 1

cambiarían, así como la fase de la sustancia y
el coeficiente de dilatación volumétrica (g). Por
lo tanto, el cambio de temperatura no puede
variar indefinidamente, ya que esta expresión
es válida para g constante.

En relación a la dilatación de los sólidos, se dan
las siguientesproposiciones:
I. L a relación de variación de volumen
V=V 0 (1+γ∆T) es válido para cualquier
intervalo de temperatura.
II. El coeficiente de dilatación volumétrica γ es
aproximadamente dos veces que el coeficiente
de dilatación lineal.
III. Si el cambio de temperatura está dado en ºC,
entonces el cambio de longitud puede estar
dado en metros.
Son correctas:

II. Incorrecta
Si consideramos un cubo dearista L, entonces
hallamos la dilatación volumétrica.






VF = V0 (1 + γ∆T )



L3F = L30 (1 + γ∆T )

A) I
B) II
D) I y II

L


C) III
E) I y III

Resolución

Pero
LF = L0 (1 + α∆T )

Tema: Dilatación térmica
Análisis y procedimiento
I. Incorrecta
La expresión






V=V0(1+gDT)

Entonces



( L0 (1 + α∆T ))3 = L30 (1 + α∆T )



(1+aDT)3=1+gDT



1 + 3α∆T + 3 (α∆T )+ (α∆T ) = 1 + γ∆T

2

3

Como a es pequeño, (aDT)2 ≅ 0 y (aDT)3 ≅ 0,
en tal sentido
3aDT=gDT
g=3a
Este resultado es aproximado.


es de dilatación volumétrica de una sustancia
donde DT es el cambio de temperatura. Dicho
cambio no puede ser apreciable porque de ocurrir esto las propiedades elásticas de la sustancia

1

unI 2015 -II

Academia CÉSAR VALLEJO

III. Correcta
El cambio detemperatura para la expresión
V=V0(1+gDT)




tal que

puede estar en grados Celsius o Kelvin; esto
dependería de la unidad de g.

i

Monoatómico

3

Diatómico

5

Poliatómico

6

Análisis y procedimiento
El proceso de expansión adiabática es el proceso
de 2→3.

Respuesta
III

P

PREGUNTA N.o 2

1

P1

Dos moles de gas helio monoatómico desarrollan
el ciclo de Carnot entre dos focos térmicos,uno
de 327 ºC y el otro a 127 ºC, calcule (en joules)
el trabajo que el gas realiza durante la expansión
adiabática.
R=8,31 J/mol · K






Tipo de gas

2

P2
P4

4

P3
V1

A) 24,93
B) 41,55
C) 342,62
D) 784,13
E) 4986,00

V4 V2

TA= 600 K
3

TB= 400 K

V3

V

Piden W2gas
→ 3 , donde de la primera ley de la termodinámica tenemos


gas
Q2→ 3 = ∆U 2gas
→ 3 + W2→ 3

Resolución

Pero en elproceso adiabático se tiene

Tema: Termodinámica



Energía interna de un gas ideal (U)

entonces

La U solo depende de
la temperatura (T ).
U

donde
- n:
- R:
- T:
- i:



U=



i
nRT
3

Q2→3=0

gas
W2gas
→ 3 = −∆U 2→ 3 (I)

ya que

número de moles
constante universal de los gases ideales
temperatura
grados de libertad

2



∆U2→3=U3 – U2



=

3
3
nRT3 − nRT2
2
2



=

3
nR(T3 − T2 )
2

unI 2015 -II

Solucionario de Física y Química

Reemplazamos datos.
3
( 2) (8, 31) ( 400 − 600)
2



∆U 2→ 3 =



∆U2→3=– 4986 J (II)

P
q

d

Reemplazamos (II) en (I).
VP =

W2gas
→ 3 = 4986 J
Respuesta
4986

kq
d

El potencial eléctrico depende de la cantidad de
carga de la partícula (q) y de la distancia d.
Análisis y procedimiento

PREGUNTA N.o 3

Nos piden el VP

Cuatropartículas cargas idénticamente se colocan
en los vértices de un cuadrado de lado igual a 2 m,
tal que en el centro el potencial eléctrico es V0.
Calcule el potencial eléctrico en el punto medio
de uno de los lados del cuadrado.


A) V0 (1 + 2 5 )

2



B) V0 ( 2 + 5 )

10



C) V0 (1 + 5 )

2
5



D) V0 (1 + 5 )

5
2



E) V0 (1 +

5)

q2=q

q1=q

45º

a 5

a 2
O

2a

q3=q

P

a 2
a 545º

a

53º/2

q4=q

2a

Se tiene


10

Resolución

q

q

q

q

VP = VP 1 + VP 2 + VP 3 + VP 4



=



VP =

kq kq
kq kq
+
+
+
a a 5 a 5 a

Tema: Electrostática - Potencial eléctrico
Potencial eléctrico (V) debido a una partícula en
un punto P

3

a

2kq 
1 
1+

 (I)

a
5

unI 2015 -II

Academia CÉSAR VALLEJO

Resolución

Ahora en 0 por analogía.


 kq 
V0 = 4 
 a 2 

→...