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Hola a todos, encontré este foro navegando por la web para solucionar unos problemitas de fisica que tengo y luego de leer bastante me pareció increíble el conocimiento y lo que ayudan a la gente.
Estoy cursando 1er año de ciencias en mi pais (Uruguay), y tengo que entregar en unas semanas 2 ejercicios a modo de parcial. Mi idea desde ya no es tirar un ejercicio y que alguien me lo resuelva, se como funcionan los foros y aparte de eso lo que hago lo hago porque me gusta y quiero aprender a hacerlo (en realidad trabajo como analista de sistemas y estoy estudiando solo por placer). Aparte van a ver que en algunos casos solo necesito saber si estoy bien rumbeado, jeje.
Al que me pueda ayudar desde ya muchas gracias, y aclaro que por temas de tiempo justo fisica la estoy cursando casi sin expectativas de salvarla en este periodo, pero de ultima me gustaria formar una buena base para recursar.
El primer ejercicio es el siguiente:
Las moléculas absorben y emiten luz solamente en ciertas frecuencias características que conforman su espectro, siendo cada una de esas frecuencias una línea espectral. Pero si una molécula está en movimiento (relativo al observador), la frecuencia observada de la luz emitida va a ser corrida por el efecto Doppler. En un gas, donde cada molécula tiene un movimiento aleatorio térmico, cada molécula que emite luz lo hace con un corrimiento de Doppler distinto. Entonces la luz emitida por el gas no tiene líneas espectrales del todo nítidas. Cada línea espectral tiene un cierto ancho - quiere decir que hay emisión en un rango de frecuencias entorno de las frecuencias de emisión de una molécula en reposo. Vamos a calcular este efecto. (También hay otros efectos, distintos del corrimiento Doppler por movimiento térmico, que contribuyen al ensanchamiento de las líneas espectrales).
Consideramos entonces un gas de HCl y nos concentramos en una línea infrarroja de su espectro.
a) Si la longitud de onda de la línea emitida por una molécula en reposo es ¿cuál es su frecuencia f0? Recordar que la velocidad de las ondas electromagnéticas es
b) A temperatura T (en Kelvin) cada molécula tiene energía cinética promedio 3/2 kBT, dondeJ/ºK es la constante de Boltzmann. Busque en tablas la masa de un hidrógeno (H) y un cloro (Cl) y calcule a partir del valor de la energía cinética promedio el promedio del cuadrado de las velocidades de las moléculas a temperatura ambiente (20 ºC).
c) ¿Cuál es el valor típico del corrimiento Doppler de la frecuencia f0 para las moléculas del gas a temperatura ambiente? ¿Cuál es entonces el rango aproximado de frecuencias entorno a la frecuencia f0 en que el gas emite luz?
Parte a) --> me dan la longitud de onda y se la velocidad de la luz, como esta en reposo la molecula no me calzan las formulas de efecto doppler para ondas electrmagneticas (no calzan es una forma de decir nomas, jeje), lo que da a pensar que simplemente usando la formula lo soluciono. Si es asi me queda la frecuencia con un valor de . Pase a metros la longitud de onda obviamente. Estoy acertado o rumbie mal???
Parte b) --> me dicen que la energia cinetica promedio es 3/2 Kb T, y yo se que entonces igualo esas ecuaciones, despejo y me queda , aqui mi duda (aparte de dudar si vengo bien), es si tengo que poner la mas de una molecula de HCl o de un mol solo, yo me la juego por la de una molecula, por lo que si la masa molar del HCl es 36g/mol y 1mol son moleculas me quedaria que una molecula pesa gramos.
Sustituyendo los valores me queda que , y al hacerle la raiz me queda 14,3 m/s. Aca nuevamente me hago lio en saber si vengo bien y aparte me complican las unidades, porque de la formula que despejo me queda algo asi como joule/g.
Parte c) Aca si no tengo ni idea que es lo que me piden, no entiendo la letra, osea, el valor tipico de corrimiento de doppler que variable es??, y el tema del rango de frecuencias que emiten luz no se como calcularlo, aca necesitaria un poco de orientacion.
Bueno, todo lo anterior que escribi puede ser un disparate, si es asi disculpas desde ya.
Del segundo ejercicio y para no aburrirlos mas y no abusar de su tiempo, les voy a pegar la letra y voy a hacer una pregunta puntual, y si logro rumbearme mas adelante los volvere a molestar.
Aqui va la letra:
Las siguientes figuras muestran la sobrepresión p en aire producida por una onda sonora sinusoidal en función de x a t = 0 (Figura 1) y en función de t para x = 0 (Figura 2).
(a) Obtener una expresión para la sobrepresión como función de x y t. Explique detalladamente cómo obtiene cada uno de los parámetros de la onda.
(b) ¿Cuál es la Intensidad de la onda expresada en W/m 2? (tomar la densidad del aire como 1,2 kg/m3)
Me dan dos graficas, si alguien quiere verlas luego cuelgo las imagenes, una es de presion en Pascales en funcion de x y la otra en funcion de tiempo, las dos arrancan en cero desde el valor maximo (amplitud).
Yo conozco la teoria de ondas, sus ecuaciones y he hecho pila de ejercicios con esto, pero me confunde que en el eje vertical de las graficas este la presion de corrimiento en vez de la posicion en m o cm, entonces mi pregunta radica en si puedo usar las mismas ecuaciones que acostumbro cambiando simplemente las unidades, si tengo que convertir la presion a algo, o si tengo que trabajarlo diferente a lo de costumbre y en ese caso solo les pediria que me indiquen algun lugar donde pueda leer sobre ello.
Bueno, por ahora hasta aqui, eternamente agradecido por cualquier ayuda que reciba y mientras tanto sigo vagando por el foro leyendo todo lo interesante que hay en el.
Un saludo a toda la comunidad
Estoy cursando 1er año de ciencias en mi pais (Uruguay), y tengo que entregar en unas semanas 2 ejercicios a modo de parcial. Mi idea desde ya no es tirar un ejercicio y que alguien me lo resuelva, se como funcionan los foros y aparte de eso lo que hago lo hago porque me gusta y quiero aprender a hacerlo (en realidad trabajo como analista de sistemas y estoy estudiando solo por placer). Aparte van a ver que en algunos casos solo necesito saber si estoy bien rumbeado, jeje.
Al que me pueda ayudar desde ya muchas gracias, y aclaro que por temas de tiempo justo fisica la estoy cursando casi sin expectativas de salvarla en este periodo, pero de ultima me gustaria formar una buena base para recursar.
El primer ejercicio es el siguiente:
Las moléculas absorben y emiten luz solamente en ciertas frecuencias características que conforman su espectro, siendo cada una de esas frecuencias una línea espectral. Pero si una molécula está en movimiento (relativo al observador), la frecuencia observada de la luz emitida va a ser corrida por el efecto Doppler. En un gas, donde cada molécula tiene un movimiento aleatorio térmico, cada molécula que emite luz lo hace con un corrimiento de Doppler distinto. Entonces la luz emitida por el gas no tiene líneas espectrales del todo nítidas. Cada línea espectral tiene un cierto ancho - quiere decir que hay emisión en un rango de frecuencias entorno de las frecuencias de emisión de una molécula en reposo. Vamos a calcular este efecto. (También hay otros efectos, distintos del corrimiento Doppler por movimiento térmico, que contribuyen al ensanchamiento de las líneas espectrales).
Consideramos entonces un gas de HCl y nos concentramos en una línea infrarroja de su espectro.
a) Si la longitud de onda de la línea emitida por una molécula en reposo es ¿cuál es su frecuencia f0? Recordar que la velocidad de las ondas electromagnéticas es
b) A temperatura T (en Kelvin) cada molécula tiene energía cinética promedio 3/2 kBT, dondeJ/ºK es la constante de Boltzmann. Busque en tablas la masa de un hidrógeno (H) y un cloro (Cl) y calcule a partir del valor de la energía cinética promedio el promedio del cuadrado de las velocidades de las moléculas a temperatura ambiente (20 ºC).
c) ¿Cuál es el valor típico del corrimiento Doppler de la frecuencia f0 para las moléculas del gas a temperatura ambiente? ¿Cuál es entonces el rango aproximado de frecuencias entorno a la frecuencia f0 en que el gas emite luz?
Parte a) --> me dan la longitud de onda y se la velocidad de la luz, como esta en reposo la molecula no me calzan las formulas de efecto doppler para ondas electrmagneticas (no calzan es una forma de decir nomas, jeje), lo que da a pensar que simplemente usando la formula lo soluciono. Si es asi me queda la frecuencia con un valor de . Pase a metros la longitud de onda obviamente. Estoy acertado o rumbie mal???
Parte b) --> me dicen que la energia cinetica promedio es 3/2 Kb T, y yo se que entonces igualo esas ecuaciones, despejo y me queda , aqui mi duda (aparte de dudar si vengo bien), es si tengo que poner la mas de una molecula de HCl o de un mol solo, yo me la juego por la de una molecula, por lo que si la masa molar del HCl es 36g/mol y 1mol son moleculas me quedaria que una molecula pesa gramos.
Sustituyendo los valores me queda que , y al hacerle la raiz me queda 14,3 m/s. Aca nuevamente me hago lio en saber si vengo bien y aparte me complican las unidades, porque de la formula que despejo me queda algo asi como joule/g.
Parte c) Aca si no tengo ni idea que es lo que me piden, no entiendo la letra, osea, el valor tipico de corrimiento de doppler que variable es??, y el tema del rango de frecuencias que emiten luz no se como calcularlo, aca necesitaria un poco de orientacion.
Bueno, todo lo anterior que escribi puede ser un disparate, si es asi disculpas desde ya.
Del segundo ejercicio y para no aburrirlos mas y no abusar de su tiempo, les voy a pegar la letra y voy a hacer una pregunta puntual, y si logro rumbearme mas adelante los volvere a molestar.
Aqui va la letra:
Las siguientes figuras muestran la sobrepresión p en aire producida por una onda sonora sinusoidal en función de x a t = 0 (Figura 1) y en función de t para x = 0 (Figura 2).
(a) Obtener una expresión para la sobrepresión como función de x y t. Explique detalladamente cómo obtiene cada uno de los parámetros de la onda.
(b) ¿Cuál es la Intensidad de la onda expresada en W/m 2? (tomar la densidad del aire como 1,2 kg/m3)
Me dan dos graficas, si alguien quiere verlas luego cuelgo las imagenes, una es de presion en Pascales en funcion de x y la otra en funcion de tiempo, las dos arrancan en cero desde el valor maximo (amplitud).
Yo conozco la teoria de ondas, sus ecuaciones y he hecho pila de ejercicios con esto, pero me confunde que en el eje vertical de las graficas este la presion de corrimiento en vez de la posicion en m o cm, entonces mi pregunta radica en si puedo usar las mismas ecuaciones que acostumbro cambiando simplemente las unidades, si tengo que convertir la presion a algo, o si tengo que trabajarlo diferente a lo de costumbre y en ese caso solo les pediria que me indiquen algun lugar donde pueda leer sobre ello.
Bueno, por ahora hasta aqui, eternamente agradecido por cualquier ayuda que reciba y mientras tanto sigo vagando por el foro leyendo todo lo interesante que hay en el.
Un saludo a toda la comunidad