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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA 37. Dadas las siguientes proposiciones referidas a la nanotecnología: I. Los nanotubos de carbono son mucho más fuertes que el acero y mucho más ligeros que éste. II. La nanotecnología ha creado materiales más útiles con propiedades únicas. III. Los nanotubos de carbono pueden usarse para almacenar hidrógeno. Son correctas: A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) II y III E) I, II y III 38. Identifique el caso que corresponde a una sustancia elemental. A) Cemento B) Agua de mar C) Bronce D) Diamante E) Ácido muriático 39. Considerando solamente las fuerzas intermoleculares, indique qué sustancia líquida presenta mayor viscosidad. A) CH3OH(R) B) CH4(R) C) H2C=O(R) D) (CH3)2C=O(R) E) CH2OHCH2OH(R)
40. Comparando los elementos químicos Mg, K y Ca, señale la alternativa que presenta la secuencia correcta, después de determinar si las proposiciones siguientes son verdaderas (V) o falsas (F) I. El orden decreciente de la primera energía de ionización (EI) es: EICa > EIK > EIMg II. El orden decreciente del radio atómico (r) es: rMg > rK >rCa III. El magnesio, Mg, tiene la mayor electronegatividad. Números atómicos: Ca, calcio =20 K, potasio=19, Mg, magnesio=12 A) VVF B) VFF C) FFV D) FVF E) VVV
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Segunda piedra h ' V t & g t 2 ........ (2) O2 3 2 (1) + (2): h = VO2t Y t ' h Vo
RESOLUCIÓN Pútil
01. Por eficiencia Y n = ρH O ' 2
Pentregada
;
M V
80% ' m.g.h/t Y t ' 2.103
En (1): 2h ' g h 2 Y V 2 ' 3gh O2 3 2 V2O 4 2
103 .(10) × 9,81.(40) 0,8×2.103
Y t = 2 452,5 s | t = 40,875 min ˆ 40 min 52,5 s
La altura máxima alcanzada por la segunda piedra es: VO22 hmáx = 2g 3h ˆ hmáx = 8
Rpta. B
02.
Rpta. A
03.
Primera piedra 2h = 3 2h = g t 2 ...... (1) 3 2
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xxv
xxv
xxv
04. Haciendo el DCL de la esfera:
xxv
T = FE % EG % DE & FD ÆÉÉÉÈÉÉÉÇ xv
xxv
xxv
xxv
Por ley de senos: FR mg ' Sen16° Sen37°
Luego: µ &µ e= 2 1 V1&V2
Y
1=
ˆ a = 4,57 m/s 2
V1 = µ2 - µ1 ................... (3)
xxv
T = FG % DE % DF xv
xxv
xxv
T = DF % FG % DE ÆÉÉÉÈÉÉÉÇ xv
xxv
xxv
Rpta. E
xxv
xxv
xxv
xxv
xxv
05. M = 3mo Hallando gráficamente la resultante:
xxv
T = DG % AH % DA % HE È xxv
DG xv
xxv
xxv
xxv
T = 2 DG + DA + HE
Antes del choque (m o) Emo'EmF
xv
El módulo del vector T es:
mo gh = 1 mo V12 2 V12 = 2gh ...................... (1)
xv
|T|=
xxv
xxv
V1 ................. (4) 2 Después del choque (para M = 3m o) µ2 =
xxv
T = DG % DA % AH % HE xv
µ2&µ1 V1&0
(2) + (3):
xxv
T = DG % DE xv
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xxv
|2DG|2 % |DA|2 % |HE|2
En el choque:
xv
| T | = 242 % (5 2)2 % (5 2)2 !
!
P Sistema(antes) = P Sistema(después)
xv
ˆ | T | = 26
Rpta. E
moV1 + M(0) = m oµ1 + Mµ2 moV1 = moµ1 + 3moµ2 V1 = µ1 + 3µ2 ................ (2)
Por conservación de la energía mecánica: V2 µ22 = 2gH | 1 = 2gH 4 2gh = 2gH | H = h = 12 m = 3 m 4 4 4 Rpta. A
06. Datos: n = 1; R = 8,3 J/mol.K Pi = 6.105 Pa v Vi = 4 R = 4.10-3 m3 Gráficamente:
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA I. Falso
Resolviendo: o1 = 108,5 cm o2 = 41,46 cm
3
75 + ρf × 0,04 = 1,03 × 10
ˆ Aumentó 6.10 5 Pa
|
II. Verdadero De la 2°ley las áreas barridas es D.P. al tiempo
T = 288,8 K < > 15,8 °C Rpta. B
07. f = 30 cm
08. I. Falso De la 1° ley de Kepler, la trayectoria es elíptica con el Sol en uno de sus focos
III. Falso De la 3°ley, T 2 D.P R3 T = periodo; R=semieje mayor
0,8 × 75 9,8 × 102
%
La presión manométrica debajo del bloque es: P = Paceite + Pagua P = ρac gh1 + ρaggh2 ...... (I) Si el cubo flota: mg = Eac + Eag ρcubogVcubo = ρacgVac + ρaggVagua
0,04
Operando: 2 3 ρf = 731 = 7,31.10 kg/m
Rpta. D
II. Falso Respecto a la proposición anterior III. Verdadero Usando:
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3
3
2
2
0,5.10 .9,8.0,1 = ρacg(0,1 .h1) + ρagg(0,1 .h2) 0,5.103.9,8.0,1 = ρacgh1 % ρaggh2
Rpta. E
ÆÉÉÉÉÉÉÉÉÈÉÉÉÉÉÉÉÉÇ
P
10. De la ecuación de intensidad sabemos: Energía Energía I= ' (Área)(Tiempo) 4πR 2 (Tiempo) Energía Y 0,026 = 4π .(4,3) 2 .(3 600) 0,026 × 4 π(4,3)2 × 3 600 = Energía Operando: 2,1748.10 4 J = Energía
En la ecuación I: ˆ P = 490 Pa
Rpta. E
12.
Rpta. B Rpta. A
09. Por equilibrio: 'Pesos = 'Empujes mpg + mfg = Ep + Ef
De la figura: i = 150 - o Luego: 1 ' 1 % 1 f o i 1 ' 1 % 1 30 o 150&o o2 - 150o + 4 500 = 0
11.
mp + ρfVf = ρH2O (Vsp + Vsf) mp + ρfVf = ρH2O (0,8Vp + Vf)
I = q ; donde: t = 2πR t V I = qV 2πR
Se sabe para la persona: mp m Y Vp = p ρp = ρp Vp
19 6 I = 1,6.10 .2,18.10 ' 10 3 A 2π .5,2.10 11
Reemplazando:
ˆ I = 1 mA
mp + ρfVf = ρH2O 0,8
mp ρp
%
Vf
&
&
&
Rpta. A
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13.
16. I. Verdadero Un fotón viaja a la velocidad de la luz sin importar el medio en el que se propaga II. Falso El fotón es considerado de masa nula. III. Faslo Un fotón transporta energía
18.
Rpta. A
Del triángulo: F magn. = mg BIL = mg B × 2 × 0,1 = (20 . 10 -3)(9,8)
VAB = VAX + VXB 82,5 = 30i + 20(4i) i = 0,75 A Por la resistencia de 20 circula la corriente: I = 4i = 4(0,75) ˆI=3A
Si 60°es el máximo ángulo para que el bloque no resbale: µ s =Tg60°= 3 la fuerza F, para que empiece a subir el bloque es: F=10 3 g+fs F=10 3 g+µ s N F=10 3 g+( 3 )(10 g) = 20 3 g F = 339,5 N
17.
ˆ B = 0,98 T Rpta. B Rpta. E
15. La energía que necesita el agua para ser calentada desde 20 °C hasta 60 °C, es:
v
E = Q = mCe ∆T
F-10 3 g-fk = ma F-10 3 g -µ k N = ma 339,5-10 3 g-(0,5)(10 g)=20 a a =6,04 m/s 2
E = (60 × 10 3)(1)(40) cal E = (24 × 10 5)(4,186) J
Como la barra está en equilibrio: xv
'F
xv '
0
!
La intensidad de radiación es: I= P ' E | t ' E A At AI 5 t = (24×10 )(4,186) = 6 088,7 s (3)(550) ˆ t = 1 h 41 min
v
3F = ma
14.
!
3F = m a
!
Rpta. A
4F - mg = m a
4F - (16)(9,81) = 16(2) 4F = 188,96 F = 47,24 N !
v
F = -47,24 j Rpta. E
Rpta. A
19. I. Verdadero De la proposición, como el trabajo de las fuerzas no conservativas es nula (W FNC= 0), en consecuencia la energía mecánica se conserva.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA II. Verdadero En todo choque se conserva la cantidad de movimiento lineal total. III. Verdadero Sabemos:
I'FR.t , si la fuerza
resultante es nula, entonces el impulso es nulo, por ende:
Sabemos:
III. Verdadero Si n = 3; R = 2 Valores permitidos: mR = -R, ..., 0, ..., + R Y -2; -1; 0; +1; +2 Cantidad de valores representa números de orbitales = 5
(Vmáx = ω.A)
2 EM = 1 m Vmáx 2 EM = 1 m(ω.A)2 2 2 2 m EM = ω .A 2 2 1 2 EM = (1)(3) (10 ) 2 EM = 45 mJ
Rpta. E
&
Se conserva la cantidad de movimiento lineal.
Rpta. E
En “x”: La energía potencial y cinética son iguales. Entonces: E EP = M 2
22. I. Lluvia ácida II. Efecto invernadero III. Agujero de la capa de ozono a. SOx , NOx b. Clorofluorocarbonos c. CO2 , H2O Relacionando: I-a ; II-c ; III-b
C) Falsa
ˆ
El nombre correcto es: 5-etil-2, 2-dimetilheptano
D) Falsa ˆ El nombre correcto es: 2-pentino
E) Verdadera
ˆ
Nombre correcto es: 3-metil-2-pentanol Rpta. E
Rpta. E
ˆ EP = 22,50 mJ
20.
23. A) Falsa Rpta. B
21. Respecto a los números cuánticos (n, l, mR, ms) para un electrón: I. Falso Sí es aceptable el juego (2, 1, 1, +1/2) II. Falso m = 1 kg A = 10 cm ω = 3 rad/s
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ˆ
El nombre correcto es: 2, 2, 6 - trimetilheptano
B) Falsa
R 9
El juego (3; 0; 0; -1/2), el cual R = 0 describe un subnivel sharp(s), con orbitales (s)
ˆ
El nombre correcto es: 2-metil-1-buteno
24. En la electrólisis del K 2SO4(ac); no se electroliza, lo que ocurre es la descomposición del agua tanto en el cátodo como en el ánodo, en el cátodo se libera H2(g) y en el ánodo O 2(g) Luego: mH2O que se descompone = ? I=8A t = 6 h = 21 600 s 96 500 F ------- 9 g H2O 8(21 600) F ---- m H2O mH2O = 16,11 g No hay clave
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Observación: Si el tiempo es 36 h, se tiene: t = 1,296 ×10 5 s mH2O = Eq&g ×I.t 26,8 9 mH2O = ×8× 1,296 × 10 5=96,696 g 96 500 Rpta. B
25.
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26. Se representa el diagrama del ion sulfato ( SO42 ):
30. En un matraz:
&
I. verdadero: Presenta 6 estructuras resonantes II. Verdadero El átomo de azufre presenta hibridación sp 3 razón por la cual presenta geometría tetraédrica. III. Verdadero El átomo de azufre expande sus orbitales.
%mSTO=
mSTO . 100 < > 562,1 .100 mSol 1562,1
% mSTO = 35,98 molaridad (M) =
%mSTO.10.D Sol M STO
a) Determinando el reactivo limitante (RL) y reactivo en exceso (R E): 0,043 I2 = = 0,043 (reactivo limitante) 1 F2 = 0,289 = 0,057 (reactivo en exceso) 5 b) Determinando las moles de (IF 5) y (F2):
molaridad ( M ) = 35,98(10).1,18 = 11,63 36,5
Rpta. E
Luego: N°Eq &g v (No neutralizados)=(50-49)10-4=1.10-4 a
ˆ N = 11,63
27. Se representa el diagrama molecular de la molécula H 3PO4
Pero: N°Eq &g no neutralizados = M . θ R Vt 1.10 4 = M (1) ! M = 1,01.10 -3 R R 99.10 3 En la disociación: 1 1 HCl(ac) ! H(ac) Cl(ac) % -3 -3 [ ] : 1,01.10 1,01.10 1,01.10-3
Rpta. B
29. Determina el estado de oxidación (EO): c) Determinando la fracción molar (IF5):
&
ZrO(NO3)2
&
%
ˆ Contiene 7 enlaces sigma ( σ)
&
1+
Pero: pH = -Log [H ] Reemplazando valores: pH= -Log 1,01.10 -3 = 2,995 Rpta. B
Rpta. B
H2 (NO2)2
28. Ácido clorhídrico(HCl) Rpta. A Rpta. E
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA 31. Calculando el volumen de la mezcla a las condiciones de cada globo a temperatura constante:
33. Según Brönsted y Lowry:
35. De la reacción: 1 -1 = 1 u ∆n = 1% 2 2 Entonces:
5V
20 L
V O2
0
VO2 = 100 L
Como el quemador requiere 20% extra de O2: VO2 = (100+20) L = 120 L (Total) Entonces: Vaire ------ 100% 0
Vaire =120 L .
100% =571 L 21%
VO2 ----- 21% (Total) Rpta. E
Rpta. E
Rpta. D
Rpta. E
1V
Los nanotubos de carbono pueden utilizarse para almacenar gases.
Kp = Kc.(RT)1/2 = Kc. RT
Rpta. B
3CO2(g) + 4H2O(g)
III. Verdadero
Kp = Kc. (RT) ∆n
Vtotal = 150 L (Mezcla) Entonces: V N°globos = total ' 150 L=150 Vglobo 1 L
!
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P1.V1 = P2.V2 (15 atm)(10 L) = (1 atm).V total
32. De los datos: 1C3H8(g)+5O2(g)
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34. Analizando las proposiciones: A) (Falso) La solubilidad de los gases en líquidos aumenta al aumentar la presión ejercida sobre la solución formada. B) (Verdadero) El proceso de solvatación del NaCl en agua es endotérmico C) (Faslo) La solubilidad del CO 2(g) aumenta con la presión D) (Falso) Si la solvatación es exotérmica, el soluto es más soluble a temperaturas bajas. E) (Falso) La solubilidad de sólidos no es afectada por la presión atmosférica Rpta. B
36. I. Falso Cu1+ + e- ! Cu g°= 0,52 V Cu2+ + 2e- ! Cu g°= 0,34 V Por lo tanto el Cu 1+ se reduce con mayor facilidad II. Verdadero g°= 0,52 V Cu1+ + e- ! Cu g°= 0,18 V Cu1+ ! Cu2+ + e2Cu1+ ! Cu + Cu2 g°= 0,70 V III. Verdadero Cu1+ + 1e- ! Cu 1+ 0 Y 2Cu + 2e ! 2Cu g°= 0,52
38. El diamante es carbono, una sustancia elemental. Las demás opciones son mezclas.
Rpta. D
39. La viscosidad aumenta al aumentar la intensidad de las fuerzas intermoleculares. Las fuerzas intermoleculares más intensas son los “puentes de hidrógeno”, en consecuencia el líquido más viscoso es: CH2OHCH2OH Etanodiol
Rpta. C Rpta. E
37. I. Verdadero Los nanotubos de carbono poseen más resistencia a la ruptura que el acero y son más ligeros. II. Verdadero La nanotecnología ha creado materiales que disminuyen costos y aumentan la eficiencia.
40. IA
IIA
!
Mg
K
Ca
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA I. Falso Orden decreciente de la primera energía de ionización (EI): EIMg > EICa > EIK II. Falso Orden decreciente del radio atómico (r): rK > rCa > rMg III. Verdadero El magnesio es el más electronegativo. Rpta. C
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