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Contenido General:

 

Módulo I - MECÁNICA DE FLUIDOS

1. Concepto de Fluido.

  •  Tipos de fluidos

2. Teoría cinética molecular.

  • Movimiento Browniano.

  • Propiedades de la materia.

  •     o Viscosidad

  •     o Densidad

  •     o Cohesión

  •     o Adherencia

  •     o Capilaridad

  •     o Tensión superficial

3. Presión.

  •  Tipos

  •  Principios básicos de la hidrostática:

  •  De Arquímedes.

  •  De Pascal

​Módulo II - CALOR Y TEMPERATURA

1. Temperatura.

  • Escalas de temperatura

2. Calor

  • Unidades de medida.

  • Formas de propagación

3. Estados de agregación de la materia y transición de fase.

  • Capacidad calorífica

  • Calor sensible

  • Calor latente

4. Relaciones entre transferencia de energía y expansión térmica (dilatación).

 

Módulo I - MECÁNICA DE FLUIDOS

 

Mecánica de fluidos Por lo general, la materia se clasifica perteneciente a uno de tres estados: sólido, líquido o gas. Por la experiencia cotidiana se sabe que un sólido tiene volumen y forma definidos, un volumen tiene un volumen definido más no forma definida y un gas no confinado, no tiene ni volumen definido ni forma definida.Un fluido es un conjunto de moléculas que se ordenan aleatoriamente y se mantienen juntas a partir de fuerzas cohesivas débiles y fuerzas que ejercen las paredes de un contenedor. Los liquidos y gases se denominan fuidos porque fluyen libremente y llenan losrecipientes que los contienen. 

 

 

Movimiento Browniano

 

En 1827 Robert Brown observó como las partículas de polen en el agua se movían de una manera errática, De sus observaciones y las de otros científicos se pudieron obtener un par de conclusiones:  las partículas presentaban mayor movimiento entre más pequeñas fueran y que éste aumentaba también al incrementar la temperatura del líquido. A este tipo de movimiento azaroso se le dio el nombre de movimiento browniano en su honor.En 1905 entra en escena Albert Einstein, quien se interesó también en el movimiento aleatorio de las partículas suspendidas en agua, y se preguntó si el movimiento de una partícula lo suficientemente grande para ser observada bajo un microscopio al interactuar con el agua podría ser una prueba de la existencia de los átomos.Einstein relacionó conceptos ya existentes y con su genialidad pudo encontrar una forma de demostrar la existencia de los átomos, "El calor o el aumento de la temperatura no es más que la vibración de los átomos". A mayor temperatura, mayor movimiento atómico

   PROPIEDADES DE LA MATERIA                    

 

PROPIEDADES GENERALES

 

MASA :

La masa es una medida de la cantidad de materia en un objeto.

PESO:

El peso de un objeto se define como la fuerza de la gravedad sobre el objeto

TEMPRATURA:

La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella.

 

 

PROPIEDADES ESPECIFICAS

 

VISCOSIDAD

La viscosidad es una magnitud que representa la "resistencia a fluir" o densidad de un fluido. A mayor viscosidad, más espeso es el fluido; y a menor viscosidad, menos espeso.

COHESIÓN

Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia.

ADHERENCIA

Se define como la atracción mutua entre superficies de dos cuerpos puestos en contacto.

CAPILARIDAD

Es una propiedad física del agua por la que ella puede avanzar a través de un canal minúsculoun ejemplo es cuando se le pone un cuno de azucar al café y se ve como en cafe entra al cubo de azucar como pequeños hilos hasta llenarlo por completo.

TENSION SUPERFICIAL

La superficie de cualquier líquido se comporta como si sobre él existíese una membrana a tensión. La tensión superficial de un líquido está asociada a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.

DENSIDAD

La densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia.

 

 

Explicando la Densidad

 Como muchos ya conocemos la fórmula de la densidad es P=m/V por lo tanto las unidades de la masa son kg y las unidades del volumen son m^3 ( metros cúbicos) y para explicar la formula tenemos algunos ejemplos

 

¿Que volumen ocupan 300g de mercurio? si su densidad es de 13600 kg/m^3

 

Datos:

V= ?

 

m= 300g

p= 13600 Kg/m^3

Antes que nada hay que tener presente el " unificar las medidas al sistema "mks" ( metros, kilogramos y segundos).

Por lo tanto tenemos 300g que hay que transformarlos kg entonces 300/1000 =.300kg

y ya que tenemos nuestras medidas unificadas procedemos con el resto 

 

 

 

 

 

Peso Específico 

El peso específico es aquel que relaciona el peso de un objeto con su volumen; cuya fórmula es

                                                    Donde w= peso (hay que recordar que                                                                  el peso es la relación entre la                                                                           gravedad y la masa por lo tanto                                                                         la masa por la gravedad = peso)

                                 V= Volumen

 

                                                          Es un video muy sencillo pero                                                                        espero les agrade

 

                            

 

 

 

 

 

Presión

 

La presión la podemos definir como la fuerza aplicada y el área sobre la cual esta actúa

 

                               Donde como la definición lo dice  F= Fuerza y sus unidades ( N )

                                                                                  A= área, sus unidades (m^2)

 

Donde es muy importante resaltar que las unidades de la presión es el "Pascal" cuyas unidades es el Newton (N) sobre metro cuadrado como se aprecia en la formula anterior

Ejemplo:

Un profesor de 70 kg de masa está parado en sus dos pies. La superficie de cada zapato es de 200 cm2. ¿Cuál será la presión, expresada en Pascales, ejercida sobre el suelo?.

Datos:

m=70kg

A=200cm2

Ya que tenemos nuestros datos  primero ( 1 ) tenemos que multiplicar nuestros 70kg de masa por nuestra gravedad ( 9.81 ), posteriormente unificar el sistema de medidas ( 2 ) de 200cm2 a metros cuadrados, después sustituir en la formula ( 3 ) y al final ese resultado dividir entre 2 (4)ya que el peso es distribuido entre sus 2 pies.

 

 

 

 

 

 

                                                                  

 

 

 

 

 

Existen tipos de presión como son:

Atmosférica: Es la presión que ejerce la atmosfera sobre todos los cuerpos de la tierra o que están en el interior de la atmosfera 

 

 

Manométrica: Es la diferencia de la presión absoluta y la presión atmosférica.

 

 

Absoluta: Es la suma de la presión manométrica + presión atmosférica.

 

Hidrostática:Es la presión que el peso de un fluido en reposo puede provocar, esta aumenta junto con la profundidad ; es decir entre más profundo más presión hidrostática

 

                                               Donde la Presón hidrostática= Pe = peso específico

                                                                                                 = altura

                                                                                                 p = densidad

                                                                                                 = gravedad

              

Hallar la presión total y la fuerza ejercida en el fondo de una piscina de 3m de altura,10m de ancho y 5m de largo si se llena de glicerina

Datos:

Pt= ? ó Pabs= ?

Patm =

A= (10m)(5m) =50m^2

p=1250 Kg/m^3 ( densidad glicerina )

h= 3m

g=9.8 m/seg^2

 

Primero tenemos que conocer nuestra presión total o presión absoluta, así que sumamos nuestra presión atmosférica ( ya conocemos) y nuestra presión hidrostática( no conocemos)

así que ( 1 ) calcular la presión hidrostática, ( 2 ) sumar la P atm + Ph, (3) calcular nuestra fuerza.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Problema

1.-¿ Que tan alto subirá el agua por la tubería de un edificio si el manómetro que mide la presión del agua indica que ésta es de 270 KPa( 1 Kilo Pascal = 1000 Pascal) al nivel piso ?

    Pista: solo hay que hacer un despeje y transformal KPa a Pa    Resultado: 27.5m

 

Principio de Pascal

Se define como cuando cambia la presión en cualquier punto en un fluido confinado, en cualquier otro punto en el fluido la presión también cambiará y en la misma proporción

 

                      Donde F= fuerza Mayor

                                  f fuerza menor

                                  A= Área mayor

                                  a= Area menor

En una prensa hrdráulica el pistón más grande en la sección transversal tiene una área de A= 2000000cm^2 y el área del piston pequeño es de a= 5.0 cm^2. Si una fuerza de 250N es aplicada sobre el pistón pequeño, ¿ Cuál es la fuerza F en el piston mas grande? 

Datos:

F=?

f=250N

A=2000000cm^2

a=5m^2

Primero tenemos que hacer el despeje de nuestra formula si ya sabemos que vamos a calcular la fuerza mayor (1) posteriormente unificamos nuestras medias (2), sustituimos datos (3)

 

 

 

 

 

Principio de Arquímedes

 

Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido, experimenta un empuje o fuerza de flotación igual al peso del volumen desalojado del fluido.

                                                            Donde E= Empuje ( NEWTONS )

                                                                        W=peso del cuerpo

                                                                         g= gravedad

                                                                         V= volumen

                                                                          p= densidad

                                                                         

 

 

 

 

 

Existe una relación entre E(Empuje) y W(Peso).

Si el Empuje es menor que el peso el cuerpo se hundirá.

Si el Empuje es igual al peso el cuerpo quedara sumergido a la mitad.

Si el Empuje es mayor al peso el cuerpo flotará.  

Ejemplo:

Un cubo de madera de 10 cm de arista se sumerge en agua, calcula el empuje , el peso del cubo y a que distancia se sumergio.

Datos:

pmadera =700 kg/m3

Volúmen= 10cm * 10cm*10cm

Area=10cm*10cm

pagua=1000kg/m3

h=?

Primero calculamos el volumen y área del cubo (1) posteriormente calculamos el empuje (2) después calculamos el valor de la masa que en este tema será el producto de el volumen y la densisad (3) despues calculamos el peso del cuerpo(4) y finalmente la altura que se sumergio.

 

 

 

 

Dilatación Térmica

(Elaboro M. en D.A.E.S. Carmina Clemente Lechuga)

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