F´ısica aplicada a la Biolog´ıa. Curso 2016/17
Termodin´amica biol´ogica. Ejercicios de clase del grupo C
1. Si se define una nueva escala de temperaturas φde modo que los puntos de fusi´on y ebullici´on
del agua a 1 atm de presi´on se hacen arbitrariamente iguales a 50 φy 500 φ, respectivamente.
¿Cu´al es la relaci´on entre la temperatura en grados Celsius y en esta nueva escala? ¿A cu´antos
grados Kelvin equivaldr´an 400 φ?
Soluci´on: T(φ) = 4.5φ
oCT(oC) + 50φ;T(K) = 350.9 K.
2. Si 25.5 moles de helio gaseoso se encuentran a 10 oC y a una presi´on manom´etrica de 0.35 atm,
calcular:
(a) el volumen de helio gaseoso bajo estas condiciones.
(b) la temperatura si el gas se comprime hasta un estado final en que el volumen es la mitad
del inicial y la presi´on manom´etrica de 1.0 atm.
Soluci´on: a) V= 0.439 m3; b) T= 209.8 K.
3. Una burbuja de aire en el fondo de un lago de 32 m de profundidad tiene un volumen de 1.0
cm3. Si la temperatura del fondo del lago es de 5.5 oC y en la superficie de 21.0 oC, ¿cu´al ser´a
el volumen de la burbuja en el momento de llegar a la superficie? (Nota: Sup´ongase que el
ascenso es lo suficientemente lento como para que la temperatura y la presi´on del aire de la
burbuja sean iguales a las del agua que la rodea).
Soluci´on: V= 4.32 cm3.
4. La combusti´on del amino´acido glicina consiste en la siguiente reacci´on:
4NH2CH2C OOH (s) + 9 O2(g)→8CO2(g) + 10 H2O(l) + 2 N2(g)
Calcular el aumento de volumen, en porcentaje, al quemar un mol de glicina en un reactor
con un pist´on m´ovil en donde la presi´on se mantiene siempre igual a la presi´on atmosf´erica.
Suponer que la reacci´on se inicia a temperatura ambiente T = 300 K y se deja que los productos
resultantes alcancen de nuevo el equilibrio a esa misma temperatura. (Nota: Buscar los datos
que sean necesarios para la resoluci´on del ejercicio).
Soluci´on: ∆V /Vinic. = 1/9 (≈11%).
5. Calcular la velocidad t´ıpica de una mol´ecula de ox´ıgeno a 27 oC. A esta velocidad, ¿cu´anto
tiempo tardar´ıa en recorrer la mol´ecula una habitaci´on de 5 m de largo si no colisionara con
otras mol´eculas en su camino? (Dato: kB= 1.38 ×10−23 J/K, unidad de masa at´omica = 1.66
×10−27 kg, is´otopo principal 16O)
Soluci´on: vrms = 483.7 m/s; t= 0.01 s.
6. Un mero a 150 m de profundidad tiene una vejiga natatoria de volumen 0.15 litros.
(a) ¿Cu´al ser´ıa ese volumen en la superficie? (Suponga que la temperatura permanece cons-
tante).
