NO ME SALEN
(APUNTES TEÓRICOS Y EJERCICIOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
CALOR Y TERMODINÁMICA
|
|
|
| |
Adicional NMS 18* - Un cubo de 10 cm de lado emite 60 W en forma de radiación cuando su temperatura es de 80 ºC. Si se lo parte en
tres pedazos idénticos efectuando cortes en planos paralelos a su base y se separan los pedazos la potencia emitida
ahora será:
a) 120 W b) 60 W c) 800 W d) 100 W e) 20 W f) 180 W |
|
| |
| Este ejercicio aparece en diferentes versiones en 10 de cada 7 exámenes. Tiene bastante poco de Física y casi todo el peso del ejercicio pasa por tus habilidades geométricas y tu capacidad de imaginar cuerpos geométricos. |
|
|
 |
|
Si no tenés esa capacidad, vas a tener que ejercitarla y adquirirla. Un buen intento podés hacer dibujando los objetos de los que te hablan, y tratando de efectuar las operaciones sobre el papel.
Yo te lo voy a hacer acá, pero creeme, si no sos capaz de hacerlo mentalmente estás en problemas: este ejercicio lo contestó correctamente apenas el 30% de los estudiantes evaluados. |
|
|
|
| Acá tenés el cubo del que habla el enunciado. Todo cubo tiene seis caras. De modo que si la superficie de una cara vale S, la superficie del cubo vale 6S. ¿Estamos de acuerdo? |
|
|
 |
|
A ese cubo lo vamos a cortar en tres rebanadas haciendo dos cortes. Esa parte parece sencilla. Te dibujé en líneas punteadas los cortes para que te salgan derechitos.
Supongo que te quedará claro que después de cortarlo el volumen de cada porción será un tercio del cubo original, y si sumamos las tres porciones tendremos el mismo volumen original. Con la masa pasa lo mismo. |
|
|
|
Pero con el área la cosa cambia: cuando el cuchillo avanza por adentro del cubo... está generando más superficie.
|
|
|
 |
|
Hagamos los cortes que indica el enunciado y separemos las rebanadas. Cada corte genera dos caras nuevas (una a cada lado del cuchillo), les puse un color diferente para que las distingas, dos se ven y dos no se ven por la perspectiva, pero supongo que podés imaginarlas.
De modo que antes teníamos seis caras y ahora tenemos (6+4) diez caras.
El área total creció en 10/6, o si vos querés, en 5/3, o si vos querés, en 1,67. |
|
|
|
Ahora vamos a la Física. La emisión del cubo, PotC, depende del área del cubo, AC (entre otras cosas):
PotC = σ . ε . AC . T4
Y la potencia de emisión de las rebanadas, PotR, del área de las rebanadas, AR:
PotR = σ . ε . AR . T4
Pero como vimos antes, el área total de las rebanadas es igual a 1,67 veces el área original del cubo, AR = 1,67 AC.
PotR = σ . ε . 1,67 AC . T4 = 1,67 . σ . ε . AC . T4
PotR = 1,67 . PotC
PotR = 1,67 . 60 W
|
|
|
| |
|
|
La habilidad de cortar, rotar, manipular cuerpos mentalmente es típicamente masculina (estadísticamente hablando, porsupu). Pero de ahí a impugnar este ejercicio por machista hay un largo trecho: siempre va a haber muchas mujeres que lo pueden hacer mejor que muchos hombres. |
|
|
* Este ejercicio formó parte del examen parcial tomado el 28 de junio de 2011.
Desafío: ¿En cuánto aumenta la superficie total si se realizan 6 cortes paralelos generando tajadas desiguales? |
|
 |
| |
| |
| |
| Algunos derechos reservados.
Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización jul-11. Buenos Aires, Argentina. |
|
|
| | |
|
|
