"IDENTIFICAS DIFERENCIAS ENTRE CALOR Y TEMPERATURA"

En este nuevo apartado les mostraremos sobre la diferencia entre calor y temperatura así como sus escalas los personajes que intervinieron y muchas cosas para que usted visitante tenga un gran apoyo para sus tareas y sus investigaciones de parte de los alumnos del COBAY CAUCEL, Ángel Canul Noh, Luis Ventura Chan y Jorge May Estrada.

El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura es una medida de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo. Por ejemplo, la temperatura de un vaso pequeño de agua puede ser la misma que la temperatura de un cubo de agua, pero el cubo tiene más calor porque tiene más agua y por lo tanto más energía térmica total.

Bernoulli y Venturi
El teorema de Bernoulli es también conocido como el teorema de trabajo-energía en los fluidos. Bernoulli considera que en una tubería que posee una elevación, la presión es menor en la parte más alta.

  

 Para determinar el teorema de Bernoulli se relaciona al principio de la conservación de la energía cinética y la energía potencial.

Et = Ec + Ep

Donde
Et = energía total
Ec = energía cinética
Ep = energía potencial

Esta ley se puede expresar también de la siguiente manera:

Et = 1/2mv2 + mgh

PRINCIPIOS DE LA HIDRODINÁMICA

ARQUIMIDES:

Este personaje hizo aportaciones a las matemáticas y contribuyo a la física con un gran principio “todo cuerpo sumergido en un fluidos recibe un empuje ascendente igual al peso desalojado del fluido”.

 La Historia de Arquimides y el rey: http://fisiloca.blogspot.mx/2016/03/la-historia-de-arquimedes-y-la-corona.html

El empuje puede expresarse matemáticamente de la siguiente manera:

E= PeV

E= empuje (N)

Pe= peso específico (N/m3)

V= volumen (m3)

Como Pe=pg entonces E=pgV

HIDRODINAMICA

Un fluido también puede moverse o desplazarse y la hidrodinámica nos ayuda a estudiar este fenómeno para facilitar la comprensión de estas características debemos tener en cuenta las siguientes reglas:

·         Los líquidos son incomprensibles

·         La viscosidad no afecta el movimiento del fluido, es decir, la fricción ocasionada por el paso del líquido en las paredes de la tubería se considera despreciable.

·         El flujo del líquido a través de las tuberías es estable y estacionario, es decir, no hay turbulencias. Si colocamos una partícula dentro del fluido, esta debe seguir la misma trayectoria y adquirir la misma velocidad del flujo.

                                 

RELACIÓN DE ENTRADA Y SALIDA

El gasto es la relación que existe entre la cantidad de volumen del fluido que pasa a través de una tubería en determinado tiempo.

         

G= V/t

        

G= gasto (m3/s)

V= volumen (m3)

t= tiempo (s)

Además, el gato puede calcularse como:

G= Av

Donde

A= área (m2)

v= velocidad (m/s)                                                       

Esto se debe a que V= Ad, sustituyendo en G=Ad/t

                                                                                          

                    

Y como v= d/t           , entonces G= Av

                     

el flujo se define como la cantidad de masa de fluido que puede pasar a través de una tubería en determinado tiempo, y describe como:

          

F=m/t

Donde

F= flujo (kg/s)

m= masa (kg)

t= tiempo (s)                                                                                                                     

También puede relacionarse la densidad para determinar el flujo, ya que p= m/V

Queda  m=pV, sustituyendo en la fórmula de flujo: F=pV/t

                                                                                                    

Si somos observadores podemos realizar otra sustitución, ya que queda: G=V/t

                                                                                                                                    

F=pG                                                                                             

Considerando que el volumen del líquido que entra por la tubería es el mismo que el volumen que sale por ella, podemos obtener una relación denominada ecuación de continuidad.

Esta relación establece que la cantidad de líquido que pasa a través de una tubería angosta, lo hace a mayor velocidad que cuando pasa por una tubería más ancha.

Como el volumen es constante, el gasto también lo es, así que:

G1=G2

Donde

G1= gasto en el punto 1

G2= gasto en el punto 2

Por tanto,

A1 v1= A2 v2

Donde

A1= área de punto 1

v1=  velocidad en el punto 1

A2=área del punto 2

v2= velocidad en el punto 2

Otra aplicación de bernoulli

Otra aplicación de bernoulli es en el teorema de torricelli, si ya sabes calcular como llega el agua del tinaco a tu casa, solo falta calcular su velocidad.

La formula es la siguiente: P1+1/2pv²1+pgh3+=p3+1/2pv²2+pgh2, donde podemos dividir la ecuación entre P:

P1/p+1/2v1²+gh1=p2/p+1/2v2²+gh2

Si consideramos que la velocidad en el punto 1 (punto más alto) es poco significativo podemos eliminar:

P1/p+gh1=p2/p+1/2v2²+gh2

Si el punto 2 se encuentra en el fondo del recipiente podemos decir que h2=0 por lo tanto se elimina:

P1/p+gh1=p2/p+1/2v2²

Pero como p1 y p2 representan la presión atmosférica sobre la superficie del líquido y p representa la densidad, nos queda así:

gh1=1/2v2²

Lo siguiente solo es despejar:

v=√2gh

La historia de arquimedes y la corona del rey

En el siglo III a.C., el rey Hierón II gobernaba Siracusa. Siendo un rey ostentoso, pidió a un orfebre que le crease una hermosa corona de oro, para lo que le dio un lingote de oro puro. Una vez el orfebre hubo terminado, le entregó al rey su deseada corona. Entonces las dudas comenzaron a asaltarle. La corona pesaba lo mismo que un lingote de oro, pero ¿y si el orfebre había sustituido parte del oro de la corona por plata para engañarle?

Ante la duda, el rey Hierón hizo llamar a Arquímedes, que vivía en aquel entonces en Siracusa. Arquímedes era uno de los más famosos sabios y matemáticos de la época, así que Herón creyó que sería la persona adecuada para abordar su problema.

Arquímedes desde el primer momento supo que tenía que calcular la densidad de la corona para averiguar así si se trataba de oro puro, o además contenía algo de plata. La corona pesaba lo mismo que un lingote de oro, así sólo le quedaba conocer el volumen, lo más complicado. El rey Hierón II estaba contento con la corona, y no quería fundirla si no había evidencia de que el orfebre le había engañado, por lo que Arquímedes no podía moldearlo de forma que facilitara el cálculo de su volumen.

Un día, mientras tomaba un baño en una tina, Arquímedes se percató de que el agua subía cuando él se sumergía. En seguida comenzó a asociar conceptos: él al sumergirse estaba desplazando una cantidad de agua que equivaldría a su volumen. Consecuentemente, si sumergía la corona del rey en agua, y medía la cantidad de agua desplazado, podría conocer su volumen.

Sin ni siquiera pensar en vestirse, Arquímedes salió corriendo desnudo por las calles emocionado por su descubrimiento, y sin parar de gritar ¡Eureka! ¡Eureka!, lo que traducido al español significa “¡Lo he encontrado!”. Sabiendo el volumen y el peso, Arquímedes podría determinar la densidad del material que componía la corona. Si esta densidad era menor que la del oro, se habrían añadido materiales de peor calidad (menos densos que el oro), por lo que el orfebre habría intentado engañar al rey.

Así tomó una pieza de plata del mismo peso que la corona, y otra de oro del mismo peso que la corona. Llenó una vasija de agua hasta el tope, introdujo la pieza de plata y midió la cantidad de agua derramada. Después hizo lo mismo con la pieza de oro. De este modo, determinó qué volumen equivalía a la plata y qué volumen equivalía el oro.

Repitió la misma operación, pero esta vez con la corona hecha por el orfebre. El volumen de agua que desplazó la corona se situó entre medias del volumen de la plata y del oro. Ajustó los cálculos y determinó de forma exacta la cantidad de plata y oro que tenía la corona, demostrando así ante el rey Hierón II que el orfebre le había intentado engañar.

Toda esta historia no aparece en ninguno de los libros que han llegado a nuestros días de Arquímedes, sino que aparece por primera vez en “De architectura”, un libro de Vitruvio escrito dos siglos después de la muerte de Arquímedes. Esto durante años ha hecho sospechar de la veracidad de los hechos, tomándose generalmente más como una leyenda popular que como un hecho histórico.

De hecho, si asumimos que la corona pesaba un kilo, con 700 gramos de oro y 300 gramos de plata, la diferencia de volumen desplazado por la pieza de oro y la corona habría sido únicamente 13 centímetros cúbicos. Este volumen es visible, pero no fácilmente medible dadas las circunstancias. Suponiendo que lo que se medía era la elevación del nivel del agua en la tinaja con una superficie de unos 300 centímetros cuadrados (suficientemente generosa), la diferencia del nivel del agua entre la pieza de oro puro y la corona sería de menos de medio milímetro, algo difícilmente medible con los instrumentos de la época.

En cualquier caso, aunque esta no fuera la historia real, Arquímedes dejó documentos escritos en los que describía a la perfección el principio que lleva su nombr

presión hidrostatica

Presión hidrostática

La presión hidrostática se define como la fuerza que ejerce un líquido sobre la superficie de las paredes del recipiente que lo contiene. Esta fuerza es perpendicular a las paredes del recipiente. El valor de la presión depende de la naturaleza del líquido y la acción de la gravedad.

 Para calcular este tipo de presión tomaremos la siguiente formula que posteriormente iremos despejando:

Empezaremos con la formula de la densidad que es:  p=m/v despejando tenemos m=pv

Si agregamos la formula de peso: w=mg  se obtiene lo siguiente  W=pvg ,   y considerando que el volumen es V=ah obtenemos   W=pAhg  y considerando que el peso es una fuerza   W=F   y despejando la relación entre fuerza y area

F/A=pgh

Se obtiene:    Ph=pgh

Presión atmosférica

Es la presión que los gases de la atmosfera sobre los cuerpos que se encuentran por debajo de ella, de igual forma que con los líquidos. Por ejemplo la presión arterial depende de la presión atmosférica. 

 despejando tenemos m=pv

Si agregamos la formula de peso: w=mg  se obtiene lo siguiente  W=pvg ,   y considerando que el volumen es V=ah obtenemos   W=pAhg  y considerando que el peso es una fuerza   W=F   y despejando la relación entre fuerza y area

F/A=pgh

Se obtiene:    Ph=pgh

Presión atmosférica

Es la presión que los gases de la atmosfera sobre los cuerpos que se encuentran por debajo de ella, de igual forma que con los líquidos. Por ejemplo la presión arterial depende de la presión atmosférica.

La presión manométrica y presión absoluta.

La presión manométrica consiste en un tipo de presión menor a la atmosférica

Y se calcula por medio de la

La presión absoluta resta de la presión absoluta menos la presión atmosférica.

Pman= Pabs – Patm

La presión absoluta se refiere a la suma de la presión que posee un líquido o un gas contenido en un recipiente hermético y la presión que se ejerce sobre él y se expresa de la siguiente manera:

Pabs= Pman + Patm

Principio de pascal

Uno de los principios fue aportado por Blaise pascal quien por medio de observaciones y experimentos concluyo que: “toda presión que se ejerce sobre un liquido encerrado en un recipiente, se transmite con la misma intensidad en todas las partes del recipiente que lo contiene”, este principio lo concluyo por medio de tres experimentos que fueron “la jeringa de pascal”, “el tonel de pascal” y “la prensa hidráulica”.

La fórmula para calcular la presión sobre un embolo se utiliza la siguiente formula:

F1/A1=F2/A2

F1=Fuerza obtenida en el embolo mayor en newtons (N)

A1= Área del embolo mayor en metros cuadrados (m²)

F2= Fuerza obtenida en el embolo menor en newtons (n)

A2= Área del embolo menor en metros cuadrados (m²)

F1=Fuerza obtenida en el embolo mayor en newtons (N)

A1= Área del embolo mayor en metros cuadrados (m²)

F2= Fuerza obtenida en el embolo menor en newtons (n)

A2= Área del embolo menor en metros cuadrados (m²)

CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS

VISCOSIDAD:

Es la resistencia o fricción interna y se puede presentar cuando dos capas adyacentes se desplazan dentro del fluido convirtiéndose la energía cinética en energía interna.

TENSIÓN SUPERFICIAL:

Se produce en los fluidos, sobre todo en los líquidos a causa de que las moléculas ejercen una atracción entre sí mismas, limitando en los líquidos su paso por orificios reducidos.

CAPRIRALIDAD:

Se denomina capilaridad en los fluidos, cuando éstos pueden desplazarse por delgados conductos (tubos), en tanto y cuanto se relacione con su tensión superficial.

COHESIÓN:

La cohesión se produce cuando están unidas íntimamente las moléculas de un cuerpo. También es la fuerza que mantiene juntas las moléculas que son químicamente análogas de un material.

ADHESIÓN:

La adhesión es una propiedad de ciertas sustancias que permite que se junten con otras al estar en contacto es decir es la unión física de dos cuerpos que por su naturaleza lo normal es que estén separados.

DENSIDAD:

La densidad se define como el coeficiente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

PESO ESPECÍFICO:

Es la relación que existe entre el peso y el volumen que ocupa una sustancia ya sea en estado sólido, líquido o gaseoso. Es una constante en el sentido de que es un valor que no cambia para cada sustancia ya que a medida que aumenta su peso también aumentara su volumen ocupado, al igual que sucede con la densidad.



Para mas informacion vea el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=1iGYV_q48l8&feature=youtu.be

Describe los fluidos del reposo en movimiento

Hidráulica: La hidráulica, hace referencia a aquello que se mueve por medio de fluidos. El concepto se utiliza, en general, para nombrar al arte de contener, conducir y elevar las aguas.

Estas definiciones nos permiten referirnos a la energía hidráulica, es el tipo de energía que se produce por el movimiento del agua. También conocida como energía hídrica, se obtiene a partir del aprovechamiento de la energía cinética y potencial de las corrientes, las mareas o los saltos de agua.

 Fluidos: Se llaman fluidos al conjunto de sustancias donde existe entre sus moléculas poca fuerza de atracción, cambiando su forma, lo que ocasiona que la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen. Los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propios. Las moléculas no cohesionadas se deslizan en los líquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos están conformados por los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales).

Características Generales de un Solido, Líquido y Gas

Solido: El estado sólido es uno de los estados de la materia; entendiéndose por materia a todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.


Características: Son Compactos.- Espacios reducidos entre las moléculas.- Los sólidos se caracterizan en que las moléculas de que están formados, presentan un espacio muy reducido entre ellas, estando muy juntas las unas a las otras haciendo que el sólido tenga una estructura molecular compacta.

Liquido: En los líquidos las moléculas de las sustancias se encuentran con una cohesión débil, lo que permite que las moléculas de estas sustancias se deslicen unas sobre de otras.

Características: Se encuentran en la naturaleza y en nuestra vida diaria.- Existen miles de sustancias líquidas en la naturaleza y en nuestra vida diaria, por ejemplo son líquidos algunos compuestos y disoluciones como el agua marina, la sangre, la leche, el vino, el jugo de las frutas y diversos líquidos que contienen gran variedad de sustancias disueltas como el cloro que se usa para limpiar o el combustible de los automotores, (camiones, aviones, coches, barcos, etc.).

Gas: Existen sustancias que se presentan en estado gaseoso en su forma natural, sin embargo, cualquier sustancia puede convertirse en gas bajo ciertas condiciones.

Características: Una de las principales características de los gases es que las sustancias en este estado presentan muy baja densidad y no tienen un volumen definido, por esta razón es que los gases pueden expandirse indefinidamente.

Las sustancias en estado gaseoso no tienen una forma definida y adquieren la forma del recipiente que los contiene.

El espacio intermolecular que existe en los gases es muy grande, y entre mayor sea el espacio en que se encuentran más separadas estarán sus moléculas.

Los gases tienen una gran comprensibilidad, esto se debe a que el espacio intermolecular es muy amplio por lo que es posible disminuir su volumen al aplicarle una pequeña presión.

Otra de las características de los gases es el alto nivel de expansión que poseen, si se aumenta la temperatura o se disminuye la presión alrededor del gas, éste tiende a expandirse mientras no existan paredes que lo contengan.