Apunts, resums, treballs, exàmens i problemes de Física

Concepte d'Ona i Classificacions

Fenomen en què es propaga una pertorbació de la matèria, però sense transport net de matèria. Es propaga energia.

Producció i Propagació

• Pertorbació inicial (al focus) en un medi elàstic.
• Varia alguna propietat física del medi.
• Es propaga el canvi (energia, quantitat de moviment).

Terminologia

• Tren d'ones: Conjunt de pertorbacions originades per un conjunt de pulsacions.
• Front d'ones: Lloc geomètric de tots els punts del medi afectats per la mateixa pertorbació al mateix temps.
• Raig: Direcció perpendicular al front d'ones.

Classificació de les Ones

• Mecàniques: Necessiten un medi material (so, ones en cordes, sismes, etc.).
• Electromagnètiques: No necessiten un medi material (llum, ones de ràdio, etc.).
• Longitudinals:

Equips de Fred en Laboratoris: Utilitat i Control

Els equips de fred serveixen per abaixar la temperatura de substàncies o mostres. Els aparells més emprats en un laboratori per a aquesta finalitat són:

• Neveres: Mantenen una temperatura interior d'entre 4 ºC i 6 ºC.
• Congeladors: Operen entre -18 ºC i -20 ºC.
• Ultracongeladors: Aconsegueixen temperatures properes als -70 ºC.

Tots aquests equips incorporen termòmetres que indiquen la temperatura interior. És fonamental mantenir un control i registre continu d'aquesta temperatura per garantir el correcte funcionament de l'equip i la integritat de les mostres.

Equips Agitadors i Mètodes de Separació en Laboratori

A continuació, s'expliquen els diferents tipus d'equips utilitzats per a l'agitació...

Exercici 3.1: Càlculs amb Taules de Vapor

Utilitzant les taules de vapor:

• 80 kPa = 0,8 × 10⁵ Pa = 0,8 bar
• ΔH = 2274,1 kJ/kg × 2 = 4548,2 kJ
• Tsat = 93,5 °C

Vl = 1,038 × 10⁻³ m³/kg

Vv = 2,087 m³/kg

ΔH = ΔU + Δ(PV) = ΔU + PΔV

ΔU = 4548,2 - 0,8 × 10⁵ × (2,087 - 1,038 × 10⁻³) × 2 × 10⁻³ = 4548,2 - 333,8 = 4214,4 kJ

ΔS = dQ/T. En aquest cas, operem a P = constant:

dQ = ΔH

ΔS = ΔH/T

ΔS = 4548,2 / (93,5 + 273) = 12,4 kJ/K

Càlcul del Treball i Energia Interna

c) W = PΔV = 333,8 kJ

η = 75%

W_real = W_ideal × η = 333,8 × 0,75 = 250,4 kJ

ΔU = Q - W

Q = 4214,4 + 250,4 = 4464,8 kJ

Exercici 3.2: Interpolació de Propietats del Vapor

Utilitzant les taules de vapor:

• P = 7 bar, 500 °C → V = 710,9 × 10⁻³ m³/kg
• P = 7 bar, 600 °C

Conceptes Fonamentals de Química

Substàncies i Elements

Substància elemental: formada per àtoms del mateix element químic.

Compost: format per àtoms de diversos elements químics.

Element químic: conjunt de tots els àtoms que tenen el mateix nombre atòmic Z.

Elements químics naturals: es troben a la naturalesa.

Elements químics artificials: no es troben a la naturalesa, es formen per un accelerador de partícules.

Metalls i No Metalls

Metalls: lluïsor metàl·lica, bons conductors de la calor i l'electricitat, perden electrons i creen cations, sòlids en condicions normals (llevat el mercuri), són mal·leables, dúctils i flexibles.

Els no metalls són tot el contrari.

Història de la Classificació dels Elements

• 1817: J. Dobereiner

Primera Llei de Newton (Principi d'Inèrcia)

Si sobre un cos no actua cap força neta o la resultant de totes les forces que hi actuen és nul·la, el cos no modificarà el seu estat de repòs o de moviment rectilini uniforme. Per tant:

• Si el cos estava en repòs, continuarà en repòs.
• Si el cos estava en moviment, es mantindrà així, amb velocitat constant (en mòdul, direcció i sentit), descrivint un moviment rectilini uniforme (MRU).

Segona Llei de Newton (Llei Fonamental de la Dinàmica)

Estableix que la força resultant (ΣF) que actua sobre un cos és directament proporcional a l'acceleració (a) que adquireix, i la constant de proporcionalitat és la massa (m) del cos: ΣF = m × a.

Com es pot observar en l'equació:

• La força resultant

La Cosmologia d'Aristòtil

La cosmologia és la ciència que estudia el cosmos. Per a Aristòtil, el cosmos és un ordre harmònic en què s'expressa la perfecció divina. Segons Aristòtil, l'univers està dividit en dues parts: el món terrestre (sublunar) i el món celeste (supralunar).

Diferències entre el Món Sublunar i el Món Supralunar

Món Terrestre (Sublunar)

• Terra
• Imperfecte
• Corruptible
• Compost per terra, aire, aigua i foc
• Moviment rectilini

Món Celeste (Supralunar)

• Cossos celestes
• Perfecte
• Incorruptible
• Compost per èter
• Moviment circular

El Moviment Circular

En el cosmos, els planetes i les estrelles tenen un moviment eternament circular i regular (no accelera, no frena, etc.). Com que aquest moviment és el que més s'assembla a la quietud,...

Propietats dels Estats de la Matèria

• Gasos: No té forma ni volum propi, és *molt compressible* i flueix amb facilitat.
• Líquids: S'adapta a la forma del recipient, té volum propi, és *molt poc compressible* i flueix fàcilment.
• Sòlids: Té forma definida, volum propi, és rígid i *molt poc compressible*.

El Model Cineticomolecular

Comportament de les Partícules en Sòlids

Les forces d'atracció són molt intenses. Les partícules estan molt pròximes les unes de les altres i ocupen posicions fixes. Les partícules només tenen moviment de vibració al voltant de la seva posició d'equilibri.

Comportament de les Partícules en Líquids

Les forces d'atracció entre les partícules són intenses. Les partícules estan molt pròximes, però no...

1. Conceptes Fonamentals d'Ondes

• Ona Periòdica: Ens indica que es repeteix de manera regular en el temps.
• Ona Alterna: Ens assenyala que canvia de direcció i pren valors positius i negatius.
• Ona Sinusoïdal: Ens diu que aquests valors segueixen una variació de tipus sinusoïdal.

2. Desfasaments en Circuits AC

Distingim entre el desfasament inductiu (-90°) i el desfasament capacitiu (+90°).

3. Expressió Matemàtica del Fasor

Un fasor es pot expressar matemàticament de la següent manera:

400 ∠ 120°     --->     v(t) = 400 · 2 · sin(ωt + 120°)

5. Càlcul de la Intensitat en una Bobina Ideal

Apliquem una tensió alterna sinusoïdal de 230V, 50Hz, a una bobina ideal de coeficient d'autoinducció L=24mH. Trobeu la intensitat resultant:...

Exercicis de Física Aplicada

Anunci Publicitari: Anàlisi de Forces

a) Càlcul d'Angles

Angles: ϕ1 = arctan(L/3L), ϕ2 = arctan(L/5L)

b) Determinació de Forces F1 i F2

Forces F1 i F2: ΣFext = 0 -> { F1•cosϕ1 - F2•cosϕ2 = 0
F1•sinϕ1 + F2•sinϕ2 - mg = 0
F1 = mg•cosϕ1 / sin(ϕ1+ϕ2) = kN
F2 = F1 = kN

c) Càlcul de Tensions Normals

Tensions normals: σ1 = F1/S = MPa, σ2 = F2/S = MPa

Generador Elèctric: Rendiment i Consum

a) Rendiment de l'Alternador

Rendiment alternador: ηalt = Pelec / Pm

b) Rendiment del Motor

Rendiment motor: ηmot = Pm•t(au) / Ediposit = Pm•t(au) / (V•p•p(c))

c) Consum Específic

Consum específic: c(e) = Vp / (Pm•t(au)) = 1 / (pc•ηmot) = g/kWh

Estufa: Potència, Temps i Preu

a) Potència Calorífica

Potència