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Física Termodinámica

FLUIDOS EN REPOSO

Fluidos en Resposo

Los fluidos en reposo son sustancias en las que no existen fuerzas que alteren su movimiento o posición. Característica: La fuerza ejercida sobre cualquier partícula del fluido es la misma en todas las direcciones

Densidad y Presión en los fluidos

Densidad y presion en los fluidos

La densidad es una propiedad básica de cualquier líquido, y se define como su masa por unidad de volumen [1]. Las unidades más comunes de la densidad son g/ml y kg/m3. En el caso concreto del agua, su densidad es 1g/ml o bien 1000 kg/m3

Para cualquier líquido dado con densidad constante en todas partes, la presión aumenta al aumentar la profundidad. Por ejemplo, una persona bajo el agua a una profundidad de h 1 experimentará la mitad de la presión que una persona bajo el agua a una profundidad de h2=2h1.

Principio de Pascal

Peincipio de Pascal

la presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido

Principio de Arquímedes

Principio de Arquimedes

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en la figuras:

El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.

La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

Presión en los Gases

Presión de los Gases

La presión de un gas es la fuerza que ejercen sus moléculas sobre las paredes del recipiente que lo contiene. A nivel del mar, la presión atmosférica es elevada y por tanto el globo tiene un tamaño más reducido, pero si este mismo globo lo subimos a la cima de una montaña, es mucho más grande

Tensión superficial y capilaridad

Tensión superficial y Capilaridad

La tensión superficial, además de las fuerzas de cohesión y de adhesión origina el fenómeno de capilaridad que consiste en el ascenso o descenso de un líquido dentro de un tubo de diámetro pequeño llamado capilar.

Fluidos en Movimiento

Fluidos en Movimiento

El término fluidos se utiliza para denominar a toda materia compuesta por moléculas que se atraen entre sí a través de una fuerza de atracción muy débil, lo que impide que puedan mantener una forma determinada y estable, diferenciándolos de las materias sólidas que sí tienen dicha propiedad.

● Ecuación de Continuidad

● Ecuación de Bernoulli

● Tubo de Venturi

● Teorema de Torricelli

● Flujo Sanguíneo

● Viscosidad

Dinamica de los fluidos

DINÁMICA DE FLUIDOS

La dinámica de fluidos estudia los fluidos en movimiento y es una de las ramas más complejas de la mecánica. Aunque cada gota de fluido cumple con las leyes del movimiento de Newton las ecuaciones que describen el movimiento del fluido pueden ser extremadamente complejas.

Ecuación de La cantidad de Movimiento

Ecuación de La cantidad de Movimiento

∑→F=md(→V)dt. Las fuerzas ejercidas sobre la materia, sólida o fluida, pueden ser de dos tipos: Distancia-ejercida, e.g., gravitacional, eléctrica, magnética; relacionada con la masa o el volumen.

Presión Hidrostática

Presión Hidrostática

La presión hidrostática es la presión que se somete un cuerpo sumergido en un fluido, debido a la columna de líquido que tiene sobre él.

Partiendo de que en todos los puntos sobre el fluido se encuentran en equilibrio, la presión hidrostática es directamente proporcional a la densidad del líquido, a la profundidad y a la gravedad. La ecuación para calcular la presión hidrostática en un fluido en equilibrio es:

p= r g h

Medidas de la Fuerza ejercida por un Fluido

Medidas de la Fuerza ejercida por un Fluido

P = w h = ρ g h , donde es la densidad de peso (el peso de la columna de fluido por unidad de volumen). es la densidad de la masa del fluido (masa del fluido por unidad de volumen), y es la aceleración debido a la gravedad ( g = 9.8 m / s 2 en la Tierra).

Ecuación de la Energía

Ecuación de la Energía

La forma completa es E=√[(mc²)²+(pc)²] ["p" es la "cantidad de movimiento" de un objeto] y se aplica incluso cuando la masa de los cuerpos es "0" [como en el caso de los fotones o partículas de luz]. Cuando "p" es muy pequeña o incluso "0", la ecuación queda en E=mc².

Sistemas de ecuaciones Navier – Stokes

Sistemas de ecuaciones Navier – Stokes

Las ecuaciones de Navier-Stokes expresan matemáticamente la conservación del momento y la conservación de la masa para los fluidos newtonianos. Aplicando los principios de conservación de la mecánica y la termodinámica a un volumen fluido se obtiene la llamada formulación integral de las ecuaciones.

INTRODUCCIÓN A LA

TERMODINÁMICA

INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA

La termodinámica se trata de una de las ramas de la física que puede llegar a describir las condiciones del equilibrio termodinámico en niveles superiores. Podría decirse que se trata del estudio de las interacciones existentes entre el calor y otros tipos de energía.

Al mismo tiempo, a la termodinámica puede llegar estudiar otros elementos tales como la temperatura, presión o el potencial químico. Asimismo, puede llegar a estudiar la fuerza electromotriz y aquellas energías asociadas a la mecánica en los medios continuos. Entre los elementos que integran la termodinámica se encuentra la transferencia del calor, siendo una de las maneras en que la energía puede transferirse de un objeto a otro y cómo puede ser aplicado el trabajo a través del mismo, y así en lo sucesivo muchos elementos más.

● Sistemas Termodinámicos

● Variables Termodinámicas

CALOR Y TEMPERATURA

CALOR Y TEMPERATURA

Temperatura: La temperatura es una magnitud referida a la noción de calor medible mediante un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como energía cinética, que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que este se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor.

Calor: El calor se define como la forma de energía que se transfiere (o un sistema y sus alrededores) debido a una diferencia de temperatura. Una interacción de energía es calor solo si ocurre debido a una diferencia de temperatura

● Conceptos de Calor Y Temperatura

● Calor y Variación de Temperatura

● Escalas Temperatura

● Equilibrio Térmico

● La transmisión de Calor

● Dilatación Térmica

FASES DE LA MATERIA

FASES DE LA MATERIA

Las fases en termodinámica son los distintos estados homogéneos en los que se presenta una sustancia al ir cambiando su estado termodinámico (temperatura, presión o concentración). Los tres estados fásicos de la materia son: sólido, líquido y gaseoso.

Punto de Fusión

Punto de Fusión

El punto de fusión es la temperatura a la cual un sólido pasa a líquido a la presión atmosférica. Durante el proceso de cambio de estado de una substancia pura, la temperatura se mantiene constante puesto que todo el calor se emplea en el proceso de fusión.

Punto de Ebullición

Punto de Ebullición

El punto de ebullición es la temperatura a la que un líquido cambia de fase a gas. La ebullición ocurre cuando la presión de vapor de un líquido es igual a la presión atmosférica del gas fuera de él. Debido a esto, a medida que cambia la presión exterior, también cambia el punto de ebullición del líquido.

Cambios de Fases

Cambios de Fases

En química, termodinámica y otros campos relacionados, las transiciones de fase (o cambios de fase) son los procesos físicos de transición entre un estado de un medio, identificado por unos parámetros, y otro, con diferentes valores de los parámetros.

Ley de Gauss – Lussac

Ley de Gauss – Lussac

Cuando se incrementa la temperatura de una muestra de gas en un recipiente rígido, también aumenta la presión del gas. El aumento de la energía cinética da como resultado que las moléculas de gas golpeen las paredes del contenedor con más fuerza, resultando en una mayor presión.

Ley de Boyle

Ley de Boyle

La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante. El volumen es inversamente proporcional a la presión: Si la presión aumenta, el volumen disminuye. Si la presión disminuye, el volumen aumenta.

Ley de Boyle

Tensión superficial y Capilaridad

La tensión superficial, además de las fuerzas de cohesión y de adhesión origina el fenómeno de capilaridad que consiste en el ascenso o descenso de un líquido dentro de un tubo de diámetro pequeño llamado capilar.

Ley de los Gases ideales

Ley de los Gases ideales

Se define un gas ideal como aquél para el que PV/nT es constante a todas las presiones. En este caso, la presión, el volumen y la temperatura están relacionados por PV=nRT (Ley de los gases ideales). La masa de 1 mol se denomina masa molar M. (A veces se utilizan los términos peso molecular o masa molecular.)

LEYES DE LA

TERMODINAMICA

LEYES DE LA

TERMODINAMICA

Se conoce como leyes de la termodinámica o principios de la termodinámica a un conjunto de formulaciones que caracterizan a los sistemas termodinámicos a partir de sus cantidades físicas fundamentales: temperatura, energía y entropía.

I Ley de la Termodinámica

Primera ley de la termodinámica

La primera ley de la termodinámica relaciona el trabajo y el calor transferido intercambiado en un sistema a través de una nueva variable termodinámica, la energía interna. Dicha energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.La energía interna de un sistema es una caracterización macroscópica de la energía microscópica de todas las partículas que lo componen. Un sistema está formado por gran cantidad de partículas en movimiento.Cada una de ellas posee:

.energía cinética, por el hecho de encontrarse a una determinada velocidad

.energía potencial gravitatoria, por el hecho de encontrarse en determinadas posiciones unas respecto de otras

.energía potencial elástica, por el hecho vibrar en el interior del sistema

Trabajo en los Gases

Trabajo en los Gases

El trabajo intercambiado por un gas depende de la transformación que realiza para ir desde el estado inicial al estado final. Cuando un gas experimenta más de una transformación, el trabajo total es la suma del trabajo (con su signo) realizado por el gas en cada una de ellas.

Procesos Termodinámicos

Procesos Termodinámicos

Un proceso termodinámico es cualquier cambio en el estado de un sistema o dicho de otra forma es la evolución de las propiedades físicas termodinámicas relativas a dicho sistema. Las magnitudes que sufren una variación al pasar de un estado a otro deben estar perfectamente definidas en dichos estados inicial y final.

Proceso Isobárico

Proceso Isobárico

Un proceso isobárico es un proceso termodinámico en el que la presión se mantiene constante: ΔP = 0. El calor transferido al sistema realiza trabajo, pero también cambia la energía interna del sistema. Este artículo utiliza la convención de signos de física para el trabajo, donde el trabajo positivo es el trabajo realizado por el sistema. Usando esta convención, por la primera ley de la termodinámica,

Proceso Isométrico

Proceso Isométrico

Un proceso isométrico (o también conocido como isocórico o isovolumétrico) es un tipo de proceso termodinámico, en el cual la variante que se mantiene constante es el volumen. En estos procesos, la presión del gas ideal y su temperatura son directamente proporcionales gracias a la ley de Charles.

Proceso Isotérmico

Proceso Isotérmico

Un proceso isotérmico, durante el cual la temperatura del sistema permanece constante. Un proceso adiabático, durante el cual no se transfiere calor hacia ni desde el sistema. Un proceso isobárico, durante el cual la presión del sistema no cambia. Un proceso isocórico, durante el cual el volumen del sistema no cambia.

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