Modulo II
Longitud
Distancia entre dos puntos
S.I = Metro
pulgada. 1 pulgada = 1 in = 1”
1” = 25,4 mm = 0,0254 m.
Superficie
Permite valorar el área comprendida dentro de una línea cerrada
S.I = Metro^2
1 m2 = 100 dm2. = 10.000 cm2.
1 pulgada cuadrada = 1 sq.in = 6,452 cm2.
Volumen
Cuantificar el espacio dentro de una superficie cerrada
S.I = Metro^3
1 m3 = 1.000 dm3. = 1.000.000 cm3.
1 m3 = 1.000 dm3 = 1.000 litros.
1 dm3 = 1 litro. = 1.000 c.c.
1 U.S. GALÓN = 3,7854 litros
Masa
Cantidad de materia constituyente de un cuerpo
S.I = Kg
1 Slug = 14, 5939 kg.
La masa es constante es la cantidad de materia que contiene un cuerpo
Tiempo
Intervalo transcurrido entre dos sucesos.
S.I = Segundo
1 mn. = 60 s.
- 1 hora = 1 h. = 60 mn. = 3.600 segundos
Velocidad
Nos mide el espacio recorrido en la unidad de tiempo
S.I = metro/segundo =m/s
V=e/t
Tambien:
V=km/h
Aceleracion
Es la variación de velocidad en la unidad de tiempo.
S.I = metros/segundo cuadrado = m/s^2
a=Δv/t
Fuerza
Es toda causa o acción capaz de producir o modificar el movimiento de un cuerpo
S.I = N =Newton
1ª ley de Newton:
Un cuerpo permanece en reposo o con movimiento inalterable hasta que actué una fuerza que no pueda ser equilibrada que modifique su estado
2ª ley de Newton:
F=m*a
F= Fuerza = kg*m/s^2
m= masa = kg
a= aceleración =m/s^2
3ª ley de Newton:
Cuando entre dos cuerpos A y B, existe algún tipo de interacción, la fuerza ejercida por A sobre B, es la misma que ejerce B sobre A. (Principio de acción y reacción).
kilogramo fuerza o kilopondio, kp:
1 kp = 9,81 N
1 libra = 0,4536 kg.
Gravedad de la Tierra
gt = 9,81 m/s2
Gravedad de la Luna
gl = 1,62 m/s2
Densidad
La masa de un cuerpo que contiene la unidad de volumen.
ρ=M/V
[r] = [Kg-m]/[m3] (r = Kilogramo-masa/metro cúbico)
Condiciones concretas
Para líquidos:...................................... 15 ºC y 1 at. de presión.
Para gases:.......................................... 0 ºC y 1 at. de presión.
Presión
Presión es la fuerza ejercida sobre un cuerpo, por unidad de superficie.
S.I = N/m^2
P=F/S
P= Presión = N/m^2
F= Fuerza = kg*m/s^2
S= Superficie = m^2
1 Pa = 1 N/m2
Pascal (Pa)
1 bar = 100.000 Pa
1 Pa = 0,1 mm. c. a.
1 kPa = 1.000 Pa = 0,1 m.c.a
1 kp/cm2 = 1 kg-fza./cm2 = 1 kg./cm2
1 kg/cm2 = 10 m.c.a.
Presión atmosférica
La fuerza que ejerce sobre la unidad de superficie la columna de aire que está sobre dicha unidad de superficie.
1 at. = 1 at. métrica o técnica = 1 kp/cm2
1 at. = 10 m.c.a.=1 kp/cm2
Presión Relativa
El líquido ejerce también una presión sobre dicho cuerpo, debido al peso de la columna de líquido sobre la superficie del cuerpo.
Presión absoluta
La presión relativa más la atmosférica, obtenemos la presión absoluta
Pab = Pr + Pat.
El Vacío
Existe vacío , cuando la presión de un sistema está por debajo de la atmosférica.
Caudal
El volumen que atraviesa una sección determinada en la unidad de tiempo.
C=V/T
[C] = [Volumen]/[Tiempo]
[C] = [m3]/[s]
C=G*Ve
Ve= Volumen especifico
Gasto Másico
La cantidad de masa que pasa a través de una sección en la unidad de tiempo.
G = M/T
[G] = [Masa]/[Tiempo]
[G] = [kg-m]/[h]
G = r x C
(gasto másico = densidad x caudal)
La energia esta asociada a la MASA y no al VOLUMEN
La inversa de la densidad es el volumen especifico
Sistema Termodinámico
Es una parte que se separa del universo material, limitada por una superficie que se denomina frontera.
Las propiedades se pueden dividir en:
INTENSIVAS: Independiente de la cantidad de materia. Por ejemplo la temperatura o la presión.
EXTENSIVAS:Dependen de la cantidad de materia. Por ejemplo la masa y el volumen.
Según la membrana exterior:
CERRADOS: No intercambia materia .
ABIERTOS: hay intercambio de materia .
Si consideramos su constitución interna:
HOMOGÉNEOS: Cuando las propiedades extensivas no varían de un punto a otro del espacio ocupado por el sistema.
HETEROGÉNEOS: Cuando las propiedades extensivas varían de un punto a otro del espacio ocupado por el sistema.
En cuanto a la frontera, esta puede ser:
CONDUCTORA: Cuando permite el paso de la energía térmica.
ADIABÁTICA: o también denominada AISLANTE, cuando no permite el paso de energía a través suyo impidiendo el intercambio con el exterior.
Las propiedades en un sistema termodinámico son algo que se pueden medir. A estos resultados se le denominan COORDENADAS TERMODINÁMICAS
Trabajo
Un sistema realiza un trabajo cuando se mueve el punto de aplicación de la fuerza que el sistema ejerce sobre el medio exterior.
T = F x e
[T] = [Fuerza] x [espacio]
S.I: [T] = [N] x [m] = N x m
N x m = J
Energía
Es la capacidad que tiene un cuerpo para producir un trabajo mecánico
La energía se halla dependiendo de:
a.- Su estado mecánico: posición, movimiento.
b.- Su constitución y estado: química, nuclear, térmica, electromagnética, etc.
1 Julio = 1 J = 1 N.m en el S.I.
1 J = 0,24 cal.
1 kw.h = 860 kcal.
Energía Potencial
Es la energía que tienen los cuerpos debido a la posición que ocupan en el espacio.
Ep = m.g.h
Ep = Energia Potencial
m = masa
g = gravedad
h = altura
[Ep] = [kg].[m/s2].[m] = [N].[m] = [J]
Energía Cinética:
Es la energía que tienen los cuerpos debido a su movimiento.
Ec = 1/2.m.v2
[Ec] = [kg].[m2/s2] = [kg].[m/s2].[m] = [N].[m] = [J]
v = velocidad
Energia Mecánica = Ep+ Ec
Energía Térmica
ciertos cuerpos que llamamos “calientes”, influyen de modo especial en otros que llamamos “fríos” variando alguna de sus características tales como el volumen, elcolor, etc.
La influencia que recibe o transmite un cuerpo a causa de su estado térmico, se denomina CALOR.
En la Energía térmica, se incluyen la energía contenida en un cuerpo debido y la influencia térmica o calor.
Principio de Conservación de la Energía
La energía no puede ser creada ni destruida, y solamente transformada
Potencia
La cantidad de energía dada o recibida por un sistema en la unidad de tiempo
P = E / T
P = J/s = vatios
E= Energia
T= Tiempo
1 J/s = 1 vatio
1 kw = 860 kcal/h
1 kw = 75 kgm/s
1 kw = 1,36 C.V.
Energía Interna
Es la energía que podemos decir que tiene un cuerpo debido a su constitución. depende de su masa.
Principios Fundamentales de la Termodinámica
La Termodinámica, es una ciencia axiomática
1er Principio de la Termodinámica:
Principio de conservación de la energía.
Un sistema cerrado se le proporciona calor, (Q), y el sistema realiza un trabajo (W), la diferencia entre el calor dado al sistema y el trabajo proporcionado es igual a lavariación de su energía interna.
Q - W = U2 – U1
Q= Calor
W= Trabajo
U2 = Energia Final
U1= Energia Inicial
2º Principio de la Termodinámica
Nos indica el sentido hacia donde se produce los cambios energéticos
el flujo de calor va siempre del cuerpo caliente al frío, y niega la posibilidad del camino inverso
Los procesos que se realizan en el universo bajo condiciones externas constantes, son unidireccionales, y cuando el sistema alcanza su estado final, nunca vuelve asu estado previo.
3er Principio de la Termodinámica
Principio del equilibrio térmico:
Un cuerpo en contacto con otros dos cuerpos de distinto estado térmico, los tres alcanzan el equilibrio térmico.
También se le conoce como el principio Cero de la Termodinámica.