La Ley de Graham.

1. La Ley de Graham. De un ejemplo de esta ley, y como se define en concepto de peso molecular y densidad.

Ejemplo: Si se conectan dos tanques conteniendo el mismo gas a diferentes presiones, en corto tiempo la presión es igual en ambos tanques. También si se introduce una pequeña cantidad de gas A en un extremo de un tanque cerrado que contiene otro gas B, rápidamente el gas A se distribuirá uniformemente por todo el tanque. La difusión es una consecuencia del movimiento continuo y elástico de las moléculas gaseosas.

Gases diferentes tienen distintas velocidades de difusión. Para obtener información cuantitativa sobre las velocidades de difusión se han hecho muchas determinaciones. En una técnica el gas se deja pasar por orificios pequeños a un espacio totalmente vacío; la distribución en estas condiciones se llama efusión y la velocidad de las moléculas es igual que en la difusión.

"La velocidad de difusión de un gas esinversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad”

en donde v1 y v2 son las velocidades de difusión de los gases que se comparan y d1 y d2 son las densidades. Las densidades se pueden relacionar con la masa y el volumen porque ( ); cuando M sea igual a la masa (peso) v molecular y v al volumen molecular, podemos establecer la siguiente relación entre las velocidades de difusión de dos gases y su peso molecular:

y como los volúmenes moleculares de los gases en condiciones iguales de temperatura y presión son idénticos, es decir V1 = V2, en la ecuación anterior sus raíces cuadradas se cancelan, quedando:

Es decir la velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su peso molecular.

2. ¿Qué gas tiene mayor velocidad de difusión, el neón o el nitrógeno?

En primer lugar calculamos las densidades de los gases Ne y N:

Un mol de gas ocupa 22.4 litros a temperatura y presión estándar, la densidad es igual al peso molecular entre el volumen (peso molecular/volumen).

Densidad del neón = 20/22.4 = 0.88 g/lt

Densidad del nitrógeno = 28/22.4 = 1.25 g/lt

sea v1 = velocidad de difusión del nitrógeno y v2 = velocidad de difusión del neón.

Es decir, el nitrógeno tiene una velocidad de difusión 0,84 veces menor que la del neón; por lo tanto, el neón tiene mayor velocidad de difusión que el nitrógeno

3. Ley de Kirchoff (corrientes en un nodo):

Un nodo (nudo) es un punto del circuito en donde se unen tres o más ramas (alambres) que transportan corriente. De acuerdo con esta definición, en la figura que se muestra a continuación se tienen dos nodos: el “a” y el “b”.

La ley de Corriente de Kirchhoff se basa en el siguiente enunciado: las corrientes que entran a un nodo son iguales a las corrientes que salen de él.

Esto significa que si al nodo “a” entra la corriente I y del él salen las corrientes I1, I2 e I3, se debe cumplir que:

I = I1+ I2 + I3

Para el caso del nodo “b” puedes observar que las corrientes que entran a él son I1, I2 e I3 y la que sale es I. Por consiguiente, se cumple que:

I1+ I2 + I3 = I

Por lo tanto, del análisis de las ecuaciones de los nodos “a” y “b” se deducen que la suma algebraica de las corrientes en uno de los nodos siempre son iguales a cero; es decir:

Si un circuito posee “n” nodos, el número de ecuaciones distintas que vas a obtener es n-1, ya que como puedes apreciar en el circuito de la figura anterior, la ecuación del nodo “a” es la misma que la del nodo “b”.

6. Ley de Elasticidad de Hooke.

Explique el siguiente esquema sobre la Ley de Hooke.

En la primera figura un bloque comprime el resorte hacia la izquierda y este experimenta un acortamiento o compresión horizontal: L = Xf - Xi .

Pero el resorte a su vez ejerce una fuerza hacia la derecha contraria a la dirección de la fuerza de compresión del bloque.

En la segunda figura el bloque se suelta y el resorte empuja al mismo hacia la derecha con la misma fuerza con la que se le comprimió, hasta que el resorte alcanza su longitud original; o sea, la que tenía antes de ser comprimido (Xf = L), en este punto la energía potencial elástica del resorte se convierte en energía cinética y el bloque comienza a moverse hacia la derecha por la acción de la fuerza F.

La tercera figura nos muestra al cuerpo en movimiento hacia la derecha debido a la acción de la fuerza F, el mismo se moverá una distancia dada hasta que se detendrá debido a la fuerza de fricción de la superficie.

7. Ley del inverso del cuadrado o ley cuadrática inversa.

Explique esta ilustración sobre la ley inversa del cuadrado.

Esta ley nos dice que la iluminación sobre una superficie es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia: E 1/R2

Si la primera superficie se encuentra a una distancia de 1 metro de la fuente luminosa, la iluminación sobre ella será E /(1)2 = E, si esta se sitúa después a 2 metro de la fuente, la iluminación sobre ella será E/(2)2 = E/4 o sea, que se reducirá 4 veces su valor original. Si la distancia de la superficie a la fuente fuera de 3 metros la iluminación se reduce a una novena parte del total, o sea:

Iluminación = E/9.

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