Taller_de_refuerzo_1er_periodo_2012 (1).pdf

PREPARATE PARA TUS PRUEBAS ICFES TALLER DE REFUERZO Y NIVELACION MECANICA DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA 1ER PERIODO 2012 El globo Un globo que contiene una cantidad constante de gas m se encuentra sobre el suelo tal como se muestra en la figura.

sostienen la pared delgada AB en el centro, esta se desliza sin fricción a lo largo de la caja. 3. La grafica que mejor representa la compresión del gas en el compartimiento 2 es

S

T

Por medio de la llama el gas aumenta su temperatura. Justo antes de encender la llama la temperatura del gas es To y su volumen es Vo. 1. Cuando la temperatura del gas es T, su densidad es

m  To  a.   Vo  T  c.

2.

m Vo

 T   To

  

2

m b. Vo

 T   To

T

A.

B. V2

d.

m  To    Vo  T 

Para determinar el valor de la presión atmosférica en cierta región, se sabe que el punto de ebullición del agua en ese lugar es 94ºC,

V

T

  

C.

4. A. B. C. D.

V

V2

V1

V2

V1 V

T

D. V2

2

V1

V1 V

Después de soltar los tornillos, la condición para que la pared delgada este en equilibrio dentro de la caja es que la temperatura de los compartimientos sea la misma, porque en ese caso la energía interna por mol de gas es la misma en ambos. el volumen de gas en ambos compartimientos sea igual, porque las condiciones de temperatura y presión no cambian. la presión del gas en ambos lados de la pared delgada sea la misma, porque en ese caso la fuerza neta sobre la pared delgada será nula. la cantidad de gas sea la misma en ambos compartimientos, porque en ese caso la masa del gas es la misma en cada lado.

Un recipiente vacío flota en el agua como muestra la figura Se colocan una por una y muy lentamente, esferas pequeñas en el interior del recipiente. A medida L que se introducen las L/2 Agua esferas, la densidad media del conjunto recipiente-esferas 5.

Se puede concluir que el valor de la presión, en esa región, es aproximadamente a. 0.85Atm b. 0.90Atm c. 0.80Atm d. 0.77Atm Gas ideal Una caja de longitud L consta de dos L compartimentos A separados por una 2n moles n moles Pared delgada móvil. La caja está sumergida en un baño de agua Compartimiento Compartimiento 1 2 que mantiene en todo momento la misma 0 B Baño de agua temperatura T en ambos compartimientos. En el compartimiento 1 hay 2n moles de un gas ideal y en el compartimiento 2 hay n moles del mismo gas. Cuando se sueltan los tornillos A y B que

a. aumenta y el empuja sobre el conjunto también aumenta. b. disminuye y el empuje sobre el conjunto aumenta. c. aumenta y el empuje sobre el conjunto permanece constante. d. permanece constante y el empuje sobre el conjunto aumenta. 6.

Se tiene un gas ideal en A B M una caja herméticamente sellada, pero no aislada térmicamente, con una pared móvil indicada en la figura entre los puntos A y B. Manteniendo constante la temperatura, se coloca sobre la pared movible un bloque de masa M que comprime el gas muy lentamente.

PREPARATE PARA TUS PRUEBAS ICFES TALLER DE REFUERZO Y NIVELACION MECANICA DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA 1ER PERIODO 2012 De la primera ley de la termodinámica se puede concluir que durante la compresión, la energía interna del gas permanece constante porque a. todo el calor que absorbe el sistema se transforma en energía potencial intermolecular. b. el trabajo hecho sobre el sistema se convierte en energía potencial intermolecular. c. todo el calor que absorbe el sistema se transforma en trabajo. d. el trabajo hecho sobre el sistema es cedido al exterior en forma de calor. 7.

A. B. C. D.

En la figura de la izquierda se muestra una olla que contiene m gramos de O2 y que está puesta sobre un fogón encendido. La tapa reposa libremente sobre el borde de caucho de la olla, de manera tal que no se escapa el aire. A medida que se calienta, la presión del gas aumenta hasta que levanta la tapa; justo antes de eso la presión por el área transversal de la olla se incrementó la temperatura de O2 iguala necesariamente a la del ambiente la presión del O2 iguala a la atmosférica del lugar el valor de la fuerza sobre la tapa debida a la presión de O2 debe ser igual al peso de la tapa más la fuerza debida a la presión atmosférica

RESPONDA LAS PREGUNTAS 8 Y 9 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN En la gráfica de la derecha, de presión contra volumen, están ilustrados cuatro posibles procesos que pueden seguir un gas ideal para ir del estado 1 al estado 2 8.

V

La trayectoria que implica mayor trabajo es

a. 1-C-2 9.

P

b. 1-B-2

c. 1-2

CONTESTE LAS PREGUNTAS 10 Y 11 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN A

B

C

D

A’

B’

C’

D’

Dirección del flujo de agua En una tubería fluye agua, como se indica en la figura. En los tubos A, B, C, D la tubería está abierta a la atmósfera 10. De acuerdo con esto, la presión hidrostática es la menor en el punto A. A’

B. B’

C. C’

D. D’

11. Teniendo en cuenta que la cantidad de agua que fluye por unidad de tiempo es constante, el punto por el cual el agua pasa con mayor velocidad es A. A’

B. B’

C. C’

D. D’

RESPONDA LAS PREGUNTAS 12 Y 13 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Cuando un termómetro de alcohol está en contacto con un refrigerador, la columna de alcohol asciende 3 cm respecto a la altura inicial. Cuando el termómetro está en contacto con un helado, la columna de alcohol asciende 5 cm respecto a la altura inicial. 12. Acerca del proceso energético iniciado cuando el helado se introduce dentro del refrigerador, se puede afirmar que A. No hay intercambio de energía entre el helado y el refrigerador B. Fluye energía del helado al refrigerador C. fluye energía del refrigerador al helado D. No se modifica la temperatura del helado

d. 1-A-2

Si en el camino 1-2 de la gráfica anterior, la temperatura permanece constante, es correcto afirmar que A. el gas no intercambia calor B. el gas no intercambia trabajo C. la energía interna del gas no cambia D. el cambio en la energía interna del gas es igual al calor que este recibe

13. Mientras el helado y el refrigerador estén en equilibrio térmico se puede afirmar que A. Hay flujo neto de calor del helado al refrigerador B. La energía interna del helado disminuye C. El flujo neto de calor entre el helado y el refrigerador es cero D. Hay flujo en todo calor del refrigerador al helado

PREPARATE PARA TUS PRUEBAS ICFES TALLER DE REFUERZO Y NIVELACION MECANICA DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA 1ER PERIODO 2012 RESPONDA LAS PREGUNTAS 14 Y 15 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Un cilindro sólido de masa M y altura H se encuentra flotando como lo indica la figura.

H

ho

14. Un estudiante empuja el cilindro hacia abajo lenta y uniformemente hasta que lo sumerge completamente en el agua. Respecto a esta situación se hacen tres afirmaciones: I. Durante la inmersión el peso del cilindro disminuye. II. Durante la inmersión el empuje que ejerce el agua sobre el cilindro aumenta. III. Durante la inmersión la densidad del cilindro aumenta.

17. El calor específico de un material se define como la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para elevaren un grado absoluto la temperatura de dicho material. Dos bloques de masas iguales, calores específicos distintos e inicialmente a temperaturas distintas, están en contacto térmico y aislados térmicamente del exterior. En relación con esta situación se hacen las siguientes afirmaciones: I. Todo el calor que cede el bloque más caliente lo absorbe el más frío. II. La temperatura del bloque más caliente disminuye tanto como aumenta la del más frío. Respecto a estas afirmaciones se puede decir que A. Solo la II es correcta. B. Ninguna de ellas es correcta. C. Ambas son correctas. D. Sólo la l es correcta. RESPONDE LAS PREGUNTAS 18 Y 19 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Se tienen tres recipientes llenos de agua hasta el mismo nivel y tienen igual área en la base.

De estas afirmaciones, son correctas A. solo l. B. solo ll. C. l y ll. D. ll y lll

A

15. La grafica que representa el empuje (Emp) que ejerce el agua sobre el cilindro en función de la distancia sumergida (h) es Emp

m g

A.

m

Ho

h g

H

h

Ho H

Emp

m g

Ho

C.

D.

Em p

H

m h g

Ho

16. Los recipientes sellados 1, 2, y 3 de las figuras contienen agua con volúmenes V, 2V y 3V respectivamente, a los cuales se les transfieren iguales cantidades de energía calorífica. La variación de la temperatura en el recipiente 2 es A. Mayor que en el 1 B. Menor que en el 3. C. Igual que en el 1 y el 3. D. Mayor que en el 3.

H

h

C

18. Si colocamos un objeto en el fondo de cada recipiente, con respecto a la presión sobre el objeto, podemos decir: A. B. C. D.

B.

Emp

B

Que es mayor en A que en C Que es mayor en B que en A y C Que es mayor en C que en A y B Que es igual en todos los recipientes

19. El peso del agua será mayor en: A. El recipiente A puesto que su volumen es mayor. B. El recipiente B puesto que su volumen es regular. C. El recipiente C puesto que al tener menor volumen tendrá menor masa D. En todos los recipientes tendrá el mismo peso por que tienen igual área 20. En un recipiente hermético y aislado se encuentran millones de moléculas de oxigeno que se mueven arbitrariamente con rapidez promedio V1. Si se introducen en el recipiente moléculas de oxígeno cuya rapidez promedio es V2 tal que V1>V2, un tiempo después la rapidez promedio de todo el conjunto de moléculas es V3, y cumple que A. V3>V1. C. V1>V3>V2. B. V2 = V3 D. V3
PREPARATE PARA TUS PRUEBAS ICFES TALLER DE REFUERZO Y NIVELACION MECANICA DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA 1ER PERIODO 2012 Responda las preguntas 21 y 22 de acuerdo con la siguiente información.

24. La gráfica que mejor representa la presión del gas en función de su volumen durante el proceso es:

La capacidad calorífica de un material se define como la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado absoluto la temperatura de dicho material. La capacidad calorífica de la arena en la playa es mucho menor que la del agua marina. El aire próximo a la superficie del mar tiene la. Misma temperatura que el agua marina. Igualmente, el aire próximo a la playa tiene la misma temperatura que la arena. 21. De acuerdo con lo anterior, en un día soleado sin nubes y muy cerca de la superficie, A. la arena se calienta más que el agua marina. B. la arena y el agua marina permanecen a temperatura constante. C. el agua marina y la arena se calientan en la misma cantidad. D. el agua marina se calienta más que la arena. 22. Considerando la ley de los gases ideales y el hecho de que las corrientes de convección en un fluido como el aire se producen de regiones con concentración alta a regiones con concentración baja, se puede deducir que la dirección del viento en la costa es A. hacia el mar en el día y hacia la playa en la noche, porque en el día el aire menos denso es el del mar y en la noche el menos denso es el de la playa. B. hacia la playa en el día hacia y hacia el mar en la noche, porque en el día el aire menos denso es el de la playa y en la noche el menos denso es el del mar. C. hacia la playa tanto en el día como en la noche, porque el aire de la playa es siempre menos denso. D. hacia el mar tanto en el día como en la noche, porque el aire del mar es siempre menos denso.

RESPONDA LAS PREGUNTAS 25 A 28 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Un recipiente hermético contiene un gas ideal en su interior. El gas se encuentra inicialmente a presión P1, volumen u1 y temperatura T1. La tapa del recipiente puede moverse o puede mantenerse fija. P  = NRT

Tapa GAS

Sobre el gas se realizan dos ciclos. Para el primer ciclo se muestran los diagramas PT y Pv. Para el segundo ciclo se muestra solamente el diagrama PT. Los distintos procesos involucrados en cada ciclo están rotulados con números romanos.

CICLO 1

RESPONDA LAS PREGUNTAS 23 Y 24 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACION Un gas ideal contenido en un recipiente herméticamente sellado e indeformable se calienta lentamente. 23. Respecto a la presión del gas durante este proceso, es correcto decir que: A. Aumenta, porque las partículas adquieren mayor energía cinética, lo que hace que golpee con mayor momentum las paredes del recipiente. B. Aumenta, porque el número de partículas que golpea las paredes del recipiente aumenta. C. Permanece constante, porque al permanecer el volumen constante la distancia que recorren las partículas de una pared del recipiente a otra no cambia. D. Disminuye, porque las partículas disminuyen su energía cinética al chocar con mayor frecuencia con otras partículas.

CICLO 2

P1 = 100 Pa P2 = 1000 Pa

T1 = 300 K T2 = 400 K

 1 = 0,5 m3  2 = 0,75 m3

25. Para el ciclo 1, el volumen es constante durante el proceso A. I. C. I y II. B. II. D. II y III.

PREPARATE PARA TUS PRUEBAS ICFES TALLER DE REFUERZO Y NIVELACION MECANICA DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA 1ER PERIODO 2012 26. En el ciclo 2, la temperatura del gas cambia durante los procesos A. IV y VI. C. V y VII. B. V y VI. D. IV y VII. 27. Respecto al ciclo 1 es correcto firmar que el trabajo realizado por el gas A. en el proceso III es cero, porque la presión no cambia. B. en el proceso III no es cero, porque la temperatura disminuye. C. en el proceso I es cero, porque el volumen no cambia. D. en el proceso I no es cero, porque la presión aumenta. 28. Un procedimiento experimental que permitiría realizar el proceso I del ciclo 1 seria A. calentar el recipiente, manteniendo la tapa fija. B. calentar el recipiente, permitiendo que la tapa se mueva. C. aumentar la presión, empujando la tapa. D. disminuir la presión, halando la tapa. 29.

C. se corre hacia la derecha dado que el resorte debe comprimir el nuevo gas D. puede moverse a un lado u otro dependiendo de la presión del vacío en la situación inicial 31. Se toma una jeringa de área transversal A y se mueve su émbolo hacia arriba una distancia d. La temperatura del lugar es T y P la presión atmosférica. Luego se sella la punta de la jeringa. Considere el aire en el interior de la jeringa como un gas ideal y deprecie cualquier fricción. Si a partir de la posición indicada en la figura, el émbolo se desplaza hacia arriba una distancia X y se suelta, sucederá que émbolo: A. se quedará en la nueva posición, porque la nueva presión del gas es mayor que P B. se quedará en la nueva posición, porque la presión del gas sigue siendo P C. retornará a la posición inicial, porque la presión del gas sigue siendo P D. retornará a la posición inicial, porque la nueva presión del gas es menor que P 32. En la ciudad A, a un recipiente que contiene gas ideal se conecta un tubo en forma de U parcialmente lleno con aceite. Se observa que el aceite sube hasta el nivel 1 como se muestra en la figura. El recipiente se transporta a la ciudad B. Allí el aceite sube hasta el nivel 2 que se muestra

Un balón de laboratorio con agua en su interior es calentado por el mechero como se muestra en la figura 1. Cuando el agua alcanza el punto de ebullición, empieza a transformarse en vapor y a llenar todo el balón como se aprecia en la figura 2. Luego, el balón se tapa, el mechero se retira y el balón se coloca bajo una ducha de agua fría como se ilustra en la figura 3. La presión en el punto P dentro del balón en el instante ilustrado en la figura 3 es: A. B. C. D.

Mayor que las demás. Menor que las demás. Mayor que en la 1 y menor que en la 2. Menor que en la 1 y mayor que en la 2.

30. El dispositivo indicado en la figura consta de una caja dividida en dos partes por un émbolo sin fricción. En el compartimiento de la izquierda hay n moles de gas ideal y un resorte de constante K y longitud natural l que sujeta el émbolo permaneciendo elongado en equilibrio, como se muestra. Si en el compartimiento vacío de la situación anterior se introducen n moles de gas ideal, sucederá que el émbolo A. permanece en donde estaba, pues las presiones de los gases son iguales en los dos compartimientos B. se corre hacia la izquierda puesto que el nuevo gas ejerce fuerza sobre el émbolo

en la figura. De lo anterior se concluye que A. la temperatura promedio de la ciudad B es mayor que la de A B. la temperatura promedio de la ciudad B es menor que la de A C. hubo una fuga de gas D. la ciudad B está a menor altura sobre el mar que la ciudad A RESPONDE LAS PREGUNTAS 33 A 35 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACION Se introducen tres objetos de igual volumen, pero de diferente material en un recipiente con un líquido, tal como lo muestra la gráfica. El primero se hunde, el segundo se sumerge sólo hasta la mitad y el tercero flota. 33. De acuerdo con lo anterior es correcto afirmar que A. el segundo objeto tiene mayor densidad que el primero B. el primer objeto tiene mayor densidad que los otros dos

PREPARATE PARA TUS PRUEBAS ICFES TALLER DE REFUERZO Y NIVELACION MECANICA DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA 1ER PERIODO 2012 C. el tercer objeto tiene mayor densidad que el segundo D. el tercer objeto tiene la misma densidad que el segundo. 34. La densidad del segundo cuerpo con respecto a la densidad del líquido será A. Mayor C. menor B. Igual D. la mitad 35. El diagrama de fuerzas para los cuerpos 1 y 2 debe cumplir que

36. En la siguiente gráfica se observa el comportamiento del volumen de 1 g de agua cuando se le aplica calor a presión atmosférica.

De acuerdo con la información contenida en la gráfica la temperatura para la cual la densidad del agua es máxima es A. 8ºC C. 0ºC B. 16ºC D. 4ºC CONTESTE LAS PREGUNTAS 37 Y 38 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Un cuerpo sólido de capacidad calorífica C está a la temperatura ambiente T0. El cuerpo comienza a recibir calor a razón de A calorías por segundo, mientras simultáneamente cede calor al medio ambiente a razón de B(T - To) calorías por segundo en donde T es la temperatura del cuerpo y A y B son constantes. 37. De las siguientes gráficas la que corresponde a la temperatura T de ese cuerpo en función del tiempo, es

38. Siendo ∆t un pequeño período de tiempo y ∆T el correspondiente cambio de temperatura del cuerpo durante este período, la expresión que representa la conservación de energía es A.

A  t  C  T  B T  T0   T

B.

A  t  C  T  B T  T0   t

C.

A  t  CT  B T  T0   t

D.

B T  T0   A  t  C  T

39. Se somete un gas ideal al proceso cíclico 1-2-3-1 esquematizado en la figura V vs T donde V es volumen y T es temperatura. El mismo proceso esquematizado en la gráfica Presión vs Volumen es

40. La figura muestra un P(Pa) proceso cíclico para un gas ideal. Es correcto afirmar que el trabajo hecho por el gas es:

B

A

C

D V(cm3)

A. Cero en el proceso BC B. Cero en el proceso DA C. Menor en el proceso BC respecto al proceso DA D. Mayor en el proceso BC respecto al proceso DA.