04. temperatura y presión

CURSO: FISICOQUIMICA 29/04/2014

Mg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA 1

FISICOQUIMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

61

TEMPERATURA Y

LEY CERO DE LA TERMODINAMICA

CONTENIDO

QUE ES TEMPERATURA?

Es el grado de calentamiento que manifiesta un cuerpo.

Para que haya transferencia de calor debe existir dos cuerpos con temperaturas diferentes,

en ese momento el calor pasar del cuerpo mas caliente al cuerpo mas fro.


62

Vapor Lamina

de

acero

Agua

152 C

60 psi

70 C



CONCEPTOS

El CERO ABSOLUTO es la temperatura en la cual el movimiento de las molculas se

detiene completamente.

Cuando dos sustancias a diferentes temperaturas entran en contacto una con otra, existe

FLUJO DE CALOR

La energa trmica va de la sustancia a temperatura ms alta hacia la sustancia a

temperatura ms baja.

El flujo de calor se detiene cuando ambas sustancias estn a la misma temperatura.


63

FORMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

El Flujo de calor se transfiere de tres maneras:

Conduccin

o Transmisin de calor en el interior de la materia en reposo, provocada por una

diferencia de temperaturas.

o Se presenta fundamentalmente en slidos.

Conveccin

o Transmisin del calor asociado al desplazamiento macroscpico de la materia.

o Exclusivo y caracterstico de los fluidos.

Radiacin

o Transmisin del calor entre cuerpos a distinta temperatura como consecuencia de

la emisin de radiacin electromagntica.

o Presente en todo sistema.


64



ESCALAS ABSOLUTAS Y RELATIVAS DE TEMPERATURA


65

212 100 373,2 671,7

0 32 0 273,16 491,7

-216,6 -459,7 -273,15 0 0

Re F

C K R

Reamur Fahrenheit Celsius Kelvin Rankine

Punto de

ebullicin del agua

Punto de

congelacin del agua

Cero

absoluto

80

460F273,15)C((9/5)K(9/5)R

460-R32C(9/5)460-K(9/5)F

491,6)-R((5/9)32)-F((5/9)273,15-KC

R(5/9)460)F((5/9)273,15CK

CONVERSION DE FACTORES

atm.-litros 0,04132

hp1,559x10

btu 0,003969

joules 4,1868 caloria

6-



66

R.H. Fowler fue el primero que formul y nombr la ley cero de la

termodinmica en 1931.

Si dos cuerpos se encuentran en equilibrio con un tercero, estn es

equilibrio trmico entre s.

O dicho de otra manera si un cuerpo A esta en equilibrio trmico con otros

dos cuerpos B y C, entonces B y C estn en equilibrio entre si.

En otras palabras el equilibrio trmico tiene carcter transitivo.





67

T1

100

T2

20

T1

60

T2

60

T1

60

T2

60

T3

30

T1

50

T2

50

T3

50


68

PRESION

CONTENIDO



PRESION

La presin es la magnitud que indica cmo se distribuye la fuerza sobre la superficie a la

cual est aplicada.


69

PRESION


70

Para comprender a que se llama distribucin de superficie, observemos la siguiente figura.

Una fuerza de 6 unidades de intensidad aplicada a 6 unidades de rea produce la misma

presin que 1 unidad de intensidad aplicada a una superficie de 1 unidad de rea.

La importancia de distinguir los conceptos de presin y fuerza se pone de manifiesto en el

siguiente enunciado clsico:

Los lquidos transmiten presiones, mientras que los slidos transmiten fuerzas.



La medida de la presin se puede

calcular entonces dividiendo la

intensidad de la fuerza por el rea de la

superficie:


71

)(

)(

)(

2

2

mA

fkgF

mfkgP

A

FP

area

fuerza

presin

:donde

PRESION

EJERCICIO: PRESION

Calcular la presin (kg-f/m2) que ejerce un ladrillo cuyas dimensiones son 0,25 m de largo,

0,12 m de ancho y 0,06 m de alto, cuando se coloca sobre cada una de sus caras en el piso

(El peso del ladrillo es 1,80 Kg).

Efectuando el diagrama referencial para cada caso, las presiones son las siguientes:


72



A1

F

0,25 m0,12 m

2

2/60

)12,025,0(

80,1mkg

mX

kg

A

FP

SOLUCION: PRESION (1)


73

A2

F

0,25 m0,06 m

2

2/120

)06,025,0(

80,1mkg

mX

kg

A

FP



74



A3

F

0,06 m0,12 m

2

2/250

)06,012,0(

80,1mkg

mX

kg

A

FP



75


76

PRINCIPIO DE PASCAL

CONTENIDO



PRINCIPIO DE PASCAL


77

m33,10

m8

Nivel de

referencia

atmosfera1

PRINCIPIO DE PASCAL

La presin que ejercida por el fluido, depende nicamente de la profundidad y se ejerce con

la misma magnitud a todas partes del fluido.


78

ghPP 0

h

0P

P

mhsmgmkgmNPapascalesPDonde ,81,9,/),(: 232

10 p

ies

15 p

ies

20 p

ies

Ag

ua

Agua

Agua



ALTURA DE LIQUIDO COMO MEDIDA DE PRESION


79

Agua Agua Agua


80

PRESION ATMOSFERICA

PRESION MANOMETRICA Y PRESION ABSOLUTA

CONTENIDO



PRESION ATMOSFERICA

Se origina debido al peso del aire que acta sobre todo cuerpo ubicado en la superficie

terrestre.

Se manifiesta con la misma intensidad en todas las direcciones.

El instrumento que mide la presin atmosfrica se llama barmetro debido a lo cual se le

denomina presin baromtrica


81

Gravedad Columna de aire

1m2 de

superficie

%21

%79

Oxigeno

Nitrogeno

PRESION ATMOSFERICA


82



COMPOSICIN (%V/V) DE LA ATMSFERA LIBRE DE VAPOR DE AGUA


83

Composicin de la atmsfera libre de vapor de agua, por volumen

Porcentaje por volumen

Gas Volumen (%)

Nitrgeno (N2) 78,084

Oxgeno (O2) 20,946

Argn (Ar) 0,9340

Dixido de carbono (CO2) 0,035

Nen (Ne) 0,001818

Helio (He) 0,000524

Metano (CH4) 0,000179

Kriptn (Kr) 0,000114

Hidrgeno (H2) 0,000055

xido nitroso (N2O) 0,00003

Monxido de carbono (CO) 0,00001

Xenn (Xe) 0,000009

Ozono (O3) 0 a 7106

Dixido de nitrgeno (NO2) 0,000002

Yodo (I2) 0,000001

Amonaco (NH3) Trazas

No incluido en aire seco:

Vapor de agua (H2O)~0,40% en capas altas de la atmsfera;

normalmente 1 a 4% en la superficie

PRESION ATMOSFERICA


84

Nivel del

mar



BARMETRO

La presin que la atmsfera ejerce sobre

el mercurio de la cubeta se equilibra con

la presin ejercida por el peso de la

columna de mercurio.


85

Vacio

vidrio

deTubo

aAtmosfric

Presin

Mercurio

pulg.

Hgmm

92,29

760Hgmmatm 7601

Cul ser la presin

baromtrica (atmosfrica),

si nos encontramos en el

cuzco?

Nota: Utilice su tabla A-16

PRESION ATMOSFERICA A GRAN ALTITUD


86NIVEL DEL MAR

C

U

Z

C

O

3

4

0

0

m

s

n

m

Cul ser la presin

baromtrica (atmosfrica),

si nos encontramos en el

cuzco?

Nota: Utilice su tabla A-16



PROPIEDADES DE LA ATMOSFERA A GRAN ALTITUD


87

Observa que en

esta tabla la , se utiliza como

separador de

miles.

PRESION MANOMETRICA vs. PRESION ABSOLUTA

Presin Manomtrica (g). Toma como base la presin atmosfrica local.

Presin Absoluta (a). Toma como base el 0 absoluto, esta presin es la que utilizamos en

los clculos termodinmicos.


88

aatmosfericamanomtricabsoluta PPP

PRESION MANOMETRICA VS. PRESION ABSOLUTA

1. Presin Manomtrica. Toma como base la presin atmosfrica

local.

2. Presin Absoluta. Toma como base el 0 absoluto, esta presin es

la que utilizamos en los clculos termodinmicos.

MBA - Ing. PEDRO MODESTO LOJA

HERRERA

aatmosfericamanomtricabsoluta PPP

CURSOS VIRTUALES DE

INGENIERIA

P

0 Absoluto

P.

Atmosfrica

P. Manomtrica

P. Vaco

P. Baromtrica

760 mm Hg

P. Absoluta



QU UNIDADES UTILIZAMOS PARA MEDIR LA PRESIN?


89

1 atm = 14,7 psi

= 760 mm Hg

= 10,33 m de agua

= 33,9 pies de agua

= 1,0339 kg/cm2

= 10339 kg/m2

= 1,01325 bar

= 1,01325 x 105 Pa

= 101,325 kPa

= 0,101325 MPa

Nota: Se utiliza la coma como separador de decimales.

04. temperatura y presión

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