jueves, 23 de febrero de 2012

Admisión UNI 2012-1: Mas discrepancias en el examen de ciencias


Comenté en un post anterior que hubo un problema de Física del examen de admisión UNI 2012-1 que generó toda una polémica en las redes sociales. En esta oportunidad les comentó otras preguntas que también dieron que hablar por diferentes razones.
Hubo una pregunta de Química en donde no ha habido consenso al momento de dar la clave, ya para las academias Pamer y Saco Oliveros la respuesta es 48,34 y para Trilce y Pitagoras la respuesta es 96,68, o sea el doble.
PROBLEMA
Se electriza una disolución acuosa que contiene K2SO4 al 10% en masa, empleando una corriente de 8 amperios y durante 6 horas. Calcule la cantidad de agua descompuesta, en gramos.
Masa atómica: H = 1; O = 16
Constante de Faraday = 96 500 coulomb
A) 48,34 B) 96,68 C) 99,34 D) 108,42 E) 124,34
Las versiones de estas academias respecto de este problema son:
Observe que para las academias Pamer y Pitágoras no hay clave, pero fuerzan la respuesta, y la academia Trilce acaba diciendo "la respuesta sería".
El profesor de Química Nicolas Ordoñez, muy conocido en el ambiente académico preuniversitario, me ha autorizado que publique su comentario de la resolución del problema de electroquímica hecha por la academia Pamer.
El primer paso es correcto (homogeniza unidades). Convierte el tiempo a segundos para utilizar amperios.
El segundo paso no esta correctamente expresado pues indica que el equivalente químico del agua es 9 eq-r cuando en realidad el equivalente químico es de 9 g; en el denominador escribe mol, es decir los encargados dicen que existen 9 eq-g por mol de que (¿?). Según la ley de faraday el equivalente gramo o equivalente químico es la masa en que ha reaccionado en los electrodos cuando ha circulado UN MOL DE ELECTRONES!. Si hubieran puesto en el denominador FARADAY seria correcto.
En el tercer paso, la referencia de que no se debe utilizar el porcentaje de pureza de solución es correcta porque el soluto de esa solución esta formado por un anión de un ácido fuerte y un catión de base fuerte lo que origina que sea el agua la sustancia que sufrirá electrolisis. La fórmula que utiliza al final NO ES DIMENSIONALMENTE CORRECTA (reemplacen las unidades de los datos y verán que no se cumple) sin embargo su resultado final es correcto. Compruebo que el encargado de la solución debe estudiar con mayor profundidad ELECTROQUÍMICA Sacar la respuesta así es característica de los "formuleros" que solo buscan el truco para hallar la respuesta.
Respecto de su conclusión final de asignar la alternativa diciendo que esta cerca o aproximado como puede ser 96,68 g estar cerca de 16,11 g. EL ERROR NO PUEDE SER MAYOR QUE LA CANTIDAD MEDIDA. Esta pregunta NO TIENE RESPUESTA y debe ser anulada o quitarles puntos a quienes contestaron y darle todo el puntaje a los que no contestaron QUE ES LO CORRECTO, son muchos puntos puede alterar ingresos en la cola.
Saquen sus propias conclusiones . . .
Otra pregunta de química que ha dado que hablar porque aparentemente escapa del ámbito de un concurso de admisión UNI (no se enseña), es la siguiente.
PROBLEMA
El ion sulfato SO2-4, es una especie muy estable. ¿Qué puede afirmarse correctamente acerca de esta especie química?
Números atómicos: O = 8; S = 16
I. Es estable debido al gran número de formas resonantes que posee.
II. Tiene geometría tetraédrica
III. El azufre ha expandido su capa de valencia
Son correctas
A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) II y III E) I, II y III
Las resoluciones de estas academias respecto de este problema son:

Según comentarios que he escuchado, esto no se enseña a nivel peuniversitario.
Finalmente hubo una pregunta teórica de Física respecto del cual todas las academias dieron como respuesta VVV, pero la academia Saco Oliveros discrepó con las demás respecto del valor de verdad del primer enunciado.
PROBLEMA
Establezca la veracidad o falsedad de los siguientes enunciados:
I. Para una partícula, la energía mecánica total es constante si las fuerzas que actúan sobre ella son todas conservativas.
II. En todo choque entre dos partículas, elástico o inelástico, se conserva la cantidad de movimiento lineal total
III. Si la fuerza neta sobre una partícula es nula se conserva su cantidad de movimiento lineal
A) VFF B) VVF C) VFV D) FFV E) VVV
La versión de esta academia respecto de este problema es:
Y desde mi punto de vista tiene razón ya que la fuerza es el resultado de la interacción entre dos cuerpos y a toda fuerza conservativa se le asocia una función de estado denominada energía potencial que es aplicable al sistema físico que generan esa interacción.
Así por ejemplo, en el sistema Tierra-Luna, si consideramos que la Luna es una partícula, y sobre ella solo actúa la fuerza de atracción gravitacional, que es una fuerza conservativa, la energía mecánica total de la Luna no se conservará, sino la energía mecánica total del sistema Tierra-Luna.
Purismo dirán algunos, pero circunstancias como estas se hubiesen podido evitar si se hubiesen redactado las preguntas con mayor cuidado.

9 comentarios:

Beto dijo...

Yo diría que es verdadera, una partícula tiene energía potencial y cinética, la energía cinética es cierto que se debe a la interacción con un campo conservativo generado por alguna fuente y claro si solamente mencionan a una partícula se podría decirque pensar que no hay más.

Para que la proposición sea falsa debería de decir partícula libre en lugar de partícula, de lo contrario no hay porque no considerar interacciones de esa partícula con el medio en donde se encuentre.

Un saludo.

Beto dijo...

tengo una errata en la segunda linea, va asi: la energía potencial es cierto que se debe ....

Orlando dijo...

Hola Beto, gracias por participar. Respeto tu punto de vista pero a lo que me refiero es que comúnmemte decimos la energía potencial gravitatoria de una partícula es, por ejemplo, de 10 J, cuando en realidad es la energía del sistema "Partícula-Tierra".

Beto dijo...

Comprendo mejor por que lado lo estás analizando, pero el error en tu razonamiento está en que si dices que es la energía de las dos partículas yo te pregunto ¿respecto a qué? ... para definir energía potencial ya sea para una o un sistema de partículas se necesita de fuerzas externas que necesariamente serán generadas por otras masas (para el caso gravitatorio), si consideras a las dos partículas como sistema ¿donde hay fuerzas externas? ... ya no podrás hablar de energía potencial de un sistema pues para esas dos en ausencia de otras su energía potencial seria cero al estar libres de interacciones conservativas.

Basta con revisar la definición de energía potencial, esta se hace para una partícula, se la define como el trabajo realizado para traerla desde el infinito hasta una distancia determinada de la fuente poniendo el cero de la energía potencial en el infinito (relativo a la fuente) aunque bien se lo podría asignar en cualquier lugar porque lo que realmente se puede medir son diferencias de energías potenciales(por ejemplo esos 10 J que mencionas) y lo anterior es solamente un artificio para poder definirla respecto a la fuente.

Espero se pueda entender mejor lo que intento explicar, no tenemos que estar en desacuerdo.

Orlando dijo...

El profesor de Química Nicolas Ordoñez (http://www.facebook.com/nicolasordonezp), muy conocido en el ambiente academico preuniversitario, me ha hecho llegar un comentario de la resolución del problema de electroquimica. A continuacion transcribo su comentario:
VERSION PAMER: Primer paso correcto homogeniza unidades Convierte el tiempo a segundos para utilizar amperios. SEGUNDO PASO: No esta correctamente expresado pues indica que el equivalente quimico del agua es 9 eq-r cuando en realidad el equivalente quimico es de 9 g , en el denominador escribe mol, es decir los encargados dicen que existen 9 eq-g por mol de que?, segun la ley de faraday el equivalente gramo o equivalente quimico es la masa en que ha reaccionado en los electrodos cuando ha circulado UN MOL DE ELECTRONES! si hubieran puesto en el denominador FARADAY seria correcto. TERCER PASO: La referencia de que no se debe utlizar el porcentaje de pureza de solucion es correcta porque el soluto de esa solucion esta formdo por un anion de un acido fuerte y un cation de base fuerte lo que origina que sea el agua la sustancia que sufrira electrolisis. La formula que utiliza al final NO ES DIMENSIONALMENTE CORRECA REEMPLACEN LAS UNIDADES DE LOS DATOS Y VERAN QUE NO CUMPLE. Sin embargo su resultado final es correcto esa es la mas descompuesta, PERO COMPRUEBO QUE EL ENCARGADO DE LA SOLUCION DEBE ESTUDIAR CON MAS PROFUNDIDAD ELECTROQUIMICA. Sacar la respuesta asi es caracteristica de los formuleros que solo buscan el truco para hallar la respuesta. Respecto de su conclusion final de asignar la alternativa diciendo que esta cerca o aproximndo como puede ser 96,68 g estar cerca de 16,11 g, EL ERROR NO PUEDE SER MAYOR QUE LA CANTIDAD MEDIDA , esta pregunta NO TIENE RESPUESTA! debe ser anulada o quitarles puntos a quienes contestaron y darle todo el puntaje a los que no contestaron QUE ES LO CORRECTO, son muchos puntos puede alterar ingresos en la cola.

Orlando dijo...

Hola Beto, gracias nuevamente por tu participación. Se nota que eres físico y te interesas como yo en temas relacionados con la madre de la ciencias, la fisica.
Tengo una dicrepancia respecto de tu comentario.
Si consideras un sistema formado por dos partículas, que no interactúan con el medio exterior, efectivamente NO hay fuerzas externas. Pero debido a las fuerzas internas si se puede asociar una energía potencial, claro esta si estas fuerzas fuesen conservativas. Analizalo

Un abrazo

Beto dijo...

Gracias por esa obserbación, se me estaba pasando por alto el termino de interacción interna para el caso de sistemas de partículas, pero eso no cambia el hecho de que una sola partícula si tiene energía potencial, si gustas puedo hacer una demostración matemática mas rigurosa, pero en ideas generales es así:

La energía de un sistema de partículas se define de la siguiene manera:

E=Ui+Ue+Uk

donde:

Ui es la energía interna debida a la interacción entre las partículas que conforman el sistema.

Ue es la energía externa debida a fuerzas externas sobre el sistema.

Uk es la energía cinética del sistema debido a las velocidades relativas al punto de observación.

Ahora las energías Ui y Ue serán conservativas o no dependiendo de las fuerzas de donde provegan, como tu acertadamente mencionaste el término Ui para un sistema de dos más masas estaría presente. Ahora si Ue proviene de fuerzas externas conservativas entonces Ue también será parte de la energía potencial del sistema y en ese caso la energpia mecánica que es la suma de las energías potenciales más las energías cinéticas será la energía del sistema:

E=Ui+Ue+Uk

Ahora nota lo que sucede cuando es solamente una partícula Ui=0 pero Ue no es cero, por lo tanto una partícula tambien tiene energía potencial siempre y cuando este en presencia de fuerzas conservativas.

Creo que con esto ya queda todo más claro para los dos, ambos estabamos en un error grave, yo pensando en que no hay energía potencial debido a fuerzas internas y tu pensando que no hay debido a fuerzas externas.

Con esto al parecer hemos complementado nuestros conocimientos aprendiendo algo que no teniamos del todo claro.

Conclusión:

(i) La energía mecánica se define como la suma de la energía cinética más la energía potencial de cada uno de los constituyentes del sistema en estudio, además la energía potencial puede ser de dos tipos, debida a fuerzas externas al sistema o a fuerzas internas, siempre y cuando la naturaleza de estas fuerzas sea conservativa.

De acuerdo con el análisis relaizado en la pregunta planteada en el examen de admisión hacía la respuesta sería VERDADERO

Espero tu respuesta para ver si esta vez ya estamos completamente de acuerdo, si es así permíteme ampliar este tema y usar lo aprendido en esta discusión para hacer mi primer post de un blog que tengo planeado empezar a escribir.

Beto dijo...

PD: en mi comentario anterior es observación, no deberían poner juntas a la b y v en el teclado XD

Aquiles vaesa dijo...

y vallejo nunca opina sobre esto... qe mal ehh... : se bOTA ?

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