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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.

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

a.

2

o

o T

T

V

m

b.

oo T

T

V

m

c.

2

oo T

T

V

m

d.

T

T

V

m o

o

2. 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,

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

compartimentos

separados por una

Pared delgada móvil.

La caja está sumergida

en un baño de agua

que mantiene en todo

momento la misma

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

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

4. Después de soltar los tornillos, la condición para

que la pared delgada este en equilibrio dentro de

la caja es que

A. la temperatura de los compartimientos sea la

misma, porque en ese caso la energía interna por

mol de gas es la misma en ambos.

B. el volumen de gas en ambos compartimientos sea

igual, porque las condiciones de temperatura y

presión no cambian.

C. 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.

D. la cantidad de gas sea la misma en ambos

compartimientos, porque en ese caso la masa del

gas es la misma en cada lado.

5. 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

que se introducen las

esferas, la densidad

media del conjunto

recipiente-esferas

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

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.

S

2n moles n moles

Compartimiento

1 Compartimiento

2

L

A

0 B Baño de agua

T

V V2 V1

T

V V2 V1

T

V V2 V1

T

V V2 V1

A. B.

C. D.

L

L/2 Agua

M A B



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 inter-

molecular.

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. 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

A. la presión por el área transversal de la olla se

incrementó

B. la temperatura de O2 iguala necesariamente a

la del ambiente

C. la presión del O2 iguala a la atmosférica del

lugar

D. 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. La trayectoria que implica mayor trabajo es

a. 1-C-2 b. 1-B-2 c. 1-2 d. 1-A-2

9. 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

CONTESTE LAS PREGUNTAS 10 Y 11 DE ACUERDO CON

LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

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


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

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

P

V

Dirección del flujo de agua

A’ B’ C’ D’

A B C D

C. D.



1ER PERIODO 2012



Un cilindro sólido de masa M y altura H se encuentra

flotando como lo indica la figura.

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.

De estas afirmaciones, son correctas

A. solo l.

B. solo ll.

C. l y ll.

D. ll y lll

15. La grafica que representa el empuje (Emp) que

ejerce el agua sobre el cilindro en función de la

distancia sumergida (h) es

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.

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


Se tienen tres recipientes llenos de agua hasta el

mismo nivel y tienen igual área en la base.

A B C

18. Si colocamos un objeto en el fondo de cada

recipiente, con respecto a la presión sobre el

objeto, podemos decir:

A. Que es mayor en A que en C

B. Que es mayor en B que en A y C

C. Que es mayor en C que en A y B

D. 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<V2.

H ho

Emp

m

g Ho

H

h

Emp

m

g Ho H

h

Em

p

m

g Ho H

h

Emp

m

g Ho H

h

A. B.

C. D.



1ER PERIODO 2012

Tapa

GAS

P = NRT

Responda las preguntas 21 y 22 de acuerdo con la

siguiente información.

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.


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.

24. La gráfica que mejor representa la presión del gas

en función de su volumen durante el proceso es:

RESPONDA LAS PREGUNTAS 25 A 28 DE ACUERDO CON


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.

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

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.



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.

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. Mayor que las demás.

B. Menor que las demás.

C. Mayor que en la 1 y menor que en la 2.

D. 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

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

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



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


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. 0A t C T B T T T

B. 0A t C T B T T t

C. 0A t C T B T T t

D. 0B T T 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

proceso cíclico para

un gas ideal.

Es correcto afirmar que el

trabajo hecho por el gas

es:

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.

A

B C

D

P(Pa)

V(cm3)

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