trabajo de gases

32
“AÑO DE LA DIVERSIFICACION PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACION” DATOS GENERALES DOCENTE: Ing. Pinella Odar Leonidas Fermin. ALUMNO: Edwin Anderson Guevara Díaz TEMA: Los Gases FACLTAD: Ingeniería Civil AÑO:

Upload: elisa-odalis-benavides-altamirano

Post on 30-Jan-2016

216 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

gases

TRANSCRIPT

Page 1: Trabajo de Gases

“AÑO DE LA DIVERSIFICACION PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACION”

DATOS GENERALES

DOCENTE:

Ing. Pinella Odar Leonidas Fermin.

ALUMNO:

Edwin Anderson Guevara Díaz

TEMA:

Los Gases

FACLTAD:

Ingeniería Civil

AÑO:

2015

Page 2: Trabajo de Gases

INTRODUCCION

PRESENTACION

Los gases son capaces de generar combustión y son utilizados ya sea en el hogar o en la industria.

Gracias a su capacidad como combustible, la noción de gas se emplea en sentido figurado como sinónimo de impulso, fuerza o arranque.

Este trabajo tiene como finalidad aprender más sobre los gases, no solo diferentes variedades sino también la diferencia que existen entre los gases y los líquidos.Además también sabremos que leyes son las que gobiernan a los gases, como también hablaremos del gas ideal, sus leyes y su dinámica.

A través de los ejercicios propuestos proporcionara ayuda al lector a tener una visión más clara acerca de los gases y por ultimo tenemos la aplicación de la mecánica de fluidos en la ingeniería civil que es la ciencia que se encarga del estudio de fluidos en movimiento o estáticos.

Page 3: Trabajo de Gases

INTRODUCCION

Una sustancia puede estar en cualquier estado dependiendo tan solo de la presión, temperatura. Los gases se mezclan en cualquier proporción y son altamente comprensibles.

En los líquidos las partículas tienen total libertad de desplazarse sin separarse una de otras, en los gases también tienen esa libertad pero sus partículas chocan elásticamente entre ellas y con las paredes del recipiente.

Los gases se expanden para llenar sus contenedores y tienen una densidad baja. Debido a que las moléculas individuales están ampliamente separadas y pueden circular libremente en el estado gaseoso, los gases pueden ser fácilmente comprimidos y pueden tener una forma indefinida.

Así las primeras leyes de los gases fueron desarrolladas desde finales del siglo xvii, cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética.

 

Page 4: Trabajo de Gases

GASES

El término gas se le debe al científico Jan Baptista van Helmont, quien en el siglo XVII realizó sucesivos experimentos con gases y empezaría a difundir el término a partir del vocablo latino chaos.La palabra gases corresponde al plural del término gas, en tanto, por gas se refiere a aquel fluido que tiende a expandirse de manera indefinida y que se caracteriza por su pequeña densidad. En otras palabras, puede decirse que el gas es el estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio, a diferencia de los sólidos y de los líquidos que si lo tienen.

Así, entre las mismas se encuentra el hecho de que existe una gran distancia de vacío entre las partículas que lo conforman lo que trae consigo que sea posible su comprensión.De la misma forma también se establece que las citadas partículas se encuentran en todo momento en movimiento lo que supone que estén chocando contra las paredes de los recipientes que las contienen sobre las que ejercen presión.Y todo ello sin olvidar tampoco el hecho de que cuando dos gases entran en contacto lo que se produce es una mezcla en la que partículas de ambos quedan perfecta y uniformemente repartidas. Esto se consigue tanto al citado movimiento que las mismas tienen en todo momento como al gran espacio que existe entre ellas.

Por otra parte, también se denomina gas a aquella mezcla gaseosa que se emplea como combustible para la calefacción o el alumbrado. Y asimismo se llamará gas a otra mezcla, la de carburante y aire que alimenta el motor de un automóvil.

Existen diversos tipos de gas:

El gas ciudad: se distribuye a través de tuberías para uso doméstico o industrial.

El gas noble: cada elemento químico, que en condiciones normales, se presentan en estado gaseoso, helio, neón, radón, argón, criptón y xenón.

El gas natural: proviene de aceites naturales o formaciones geológicas.

Page 5: Trabajo de Gases

DIFERENCIA ENTRE GASES Y LÍQUIDOS

GASES LÍQUIDOS

Las fuerzas de atracción entre las partículas son intensas.

Las fuerzas de atracción entre las partículas son depreciables.

Las partículas están muy próximas entre sí pero no ocupan posiciones fijas.

Las partículas están muy alejadas unas de otras, en total desorden.

Las partículas tienen libertad para desplazarse sin alejarse unas de otras.

Las partículas tienen total libertad para desplazarse y chocan elásticamente entre ellas y con las paredes del recipiente.

Los líquidos se forman cuando la energía (usualmente en forma de calor) de un sistema aumenta y la estructura rígida del estado sólido se rompe.

Los gases se forman cuando la energía de un sistema excede todas las fuerzas de atracción entre moléculas.

Page 6: Trabajo de Gases

LEYES QUE GOBIERNAN A LOS GASES

Las primeras leyes de los gases fueron desarrolladas desde finales del siglo XVII, cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética. Ahora las leyes anteriores de los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las variables constantes.

Ley de Charles

La ley de Charles, o ley de los volúmenes, fue descubierta en 1778. Se dice que, para un gas ideal a presión constante, el volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta (en Kelvin).Esto se puede encontrar utilizando la teoría cinética de los gases o un recipiente con calentamiento o enfriamiento [sin congelar <0] con un volumen variable (por ejemplo, un frasco cónico con un globo).

Donde T es la temperatura absoluta del gas (en Kelvin) y k2 (en m3·K−1) es la constante producida.

Ley de Gay-Lussac

Postula que las presiones ejercidas por un gas sobre las paredes del recipiente que lo contienen son proporcionales a sus temperaturas absolutas cuando el volumen es constante.

Page 7: Trabajo de Gases

Combinación y leyes de los gases ideales

Ley General de los Gases

Ley de Boyle establece que el producto presión-volumen es constante:

Ley de Charles muestra que el volumen es proporcional a temperatura absoluta:

Ley de Gay-Lussac dice que la presión es proporcional a la temperatura absoluta:

Donde P es la presión, V el volumen y T la temperatura absoluta de un gas ideal.

Mediante la combinación de (2) o (3) podemos obtener una nueva ecuación con P, V y T.

Definiendo el producto de K2 por K3 como K4:

Multiplicando esta ecuación por (1):

Definiendo k5 como el producto de k1 por k4 reordenando la ecuación:

Page 8: Trabajo de Gases

Sacando raíz cuadrada:

Renombrando la raíz cuadrada de k5 como K nos queda la ecuación general de los gases:

Otras Leyes de los Gases

La ley de Graham:  Establece que la velocidad de difusión de las moléculas de gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad. En combinación con la ley de Avogadro (es decir, ya que los volúmenes iguales tienen el mismo número de moléculas), es lo mismo que ser inversamente proporcional a la raíz del peso molecular.

La ley de Dalton:  De las presiones parciales establece que la presión de una mezcla de gases es simplemente la suma de las presiones parciales de los componentes individuales. Ley de Dalton es el siguiente:

,

O

,

Donde PTotal es la presión total de la atmósfera, PGas es la presión de la mezcla de gases en la atmósfera, y PH20 es la presión del agua a esa temperatura.

Page 9: Trabajo de Gases

La Ley de Henry:

Volumen de un gas:

Son las dimensiones del espacio que ocupa un gas. En un sistema cerrado, el gas ocupa todo el volumen del sistema. Así por ejemplo, cuando un gas es metido a un recipiente, se expande uniformemente para ocupar todo el recipiente. Cuando un gas es sacado del recipiente al ambiente tenderá a expandirse por la atmósfera.

GAS IDEAL

Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí.

El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística.

En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comporta en forma cualitativa como un gas ideal.

Muchos gases tales como el nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dióxido de carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia razonable.

Generalmente, el apartamiento de las condiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor densidad (o sea a menor presión), ya que el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparado con energía cinética de las partículas, y el tamaño de las moléculas es menos importante comparado con el espacio vacío entre ellas.

El modelo de gas ideal tiende a fallar a temperaturas menores o a presiones elevadas, cuando las fuerzas intermoleculares y el tamaño intermolecular es importante. Por lo general, este modelo no es apropiado para la mayoría de los gases pesados, tales como vapor de agua o muchos fluidos refrigerantes.

Page 10: Trabajo de Gases

A ciertas temperaturas bajas y a alta presión, los gases reales sufren una transición de fase, tales como a un líquido o a un sólido. Sin embargo, no describe o permite las transiciones de fase, estos fenómenos deben ser modelados por ecuaciones de estado más complejas.

El modelo de gas ideal ha sido investigado tanto en el ámbito de la dinámica newtoniana (como por ejemplo en "teoría cinética") y en mecánica cuántica (como "partícula en una caja").

También ha sido utilizado para modelar el comportamiento de electrones dentro de un metal (en el Modelo de Drude y en el modelo de electrón libre), y es uno de los modelos más importantes utilizados en la mecánica estadística.

Tipos de gases ideales

Existen tres clases básicas de gas ideal:

El clásico o gas ideal de Maxwell-Boltzmann.

El gas ideal cuántico de Bose, compuesto de bosones.

El gas ideal cuántico de Fermi, compuesto de fermiones.

Puede ser clasificado en dos tipos:

El gas ideal termodinámico clásico.

El gas ideal cuántico de Boltzmann.

Ambos son esencialmente el mismo, excepto que el gas ideal termodinámico está basado en la mecánica estadística clásica, y ciertos parámetros termodinámicos tales como la entropía son especificados a menos de una constante aditiva.

Page 11: Trabajo de Gases

El gas ideal cuántico de Boltzmann salva esta limitación al tomar el límite del gas cuántico de Bose gas y el gas cuántico de Fermi gas a altas temperaturas para especificar las constantes aditivas.

El comportamiento de un gas cuántico de Boltzmann es el mismo que el de un gas ideal clásico excepto en cuanto a la especificación de estas constantes. Los resultados del gas cuántico de Boltzmann son utilizados en varios casos incluidos la ecuación de Sackur-Tetrode de la entropía de un gas ideal y la ecuación para un plasma ionizado débil.

Gas ideal termodinámico clásico

Las propiedades termodinámicas de un gas ideal pueden ser descritas por dos ecuaciones:

La ecuación de estado de un gas ideal clásico que es la ley de los gases ideales

Y la energía interna a volumen constante de un gas ideal que queda determinada por la expresión:

Page 12: Trabajo de Gases

Donde:

P es la presión

V es el volumen

n es la cantidad de sustancia de un gas (en moles)

R es la constante de los gases (8.314 J·K−1mol-1)

T es la temperatura absoluta

U es la energía interna del sistema

 es el calor específico adimensional a volumen constante, ≈ 3/2 para un gas monoatómico, 5/2 para un gas diatónico y 3 para moléculas más complejas.

La cantidad de gas en J·K−1 es   donde

N es el número de partículas de gas.

 es la constante de Boltzmann (1.381×10−23J·K−1).

La distribución de probabilidad de las partículas por velocidad o energía queda determinada por la distribución de Boltzmann.

Calor específico

El calor específico a volumen constante de nR = 1 J·K−1 de todo gas, inclusive el gas ideal es:

Este es un calor específico adimensional a volumen constante, el cual por lo general depende de la temperatura. Para temperaturas moderadas, la

constante para un gas monoatómico es   mientras que para un

gas diatómico es . Las mediciones macroscópicas del calor

Page 13: Trabajo de Gases

específico permiten obtener información sobre la estructura microscópica de las moléculas.

El calor específico a presión constante de 1 J·K−1 gas ideal es:

Donde  es la entalpía del gas.

LEY DE LOS GASES IDEALES

Las leyes de Boyle y de Charles pueden cambiarse para proporcionarnos una ley más general que relacione la presión, el volumen, y la temperatura.

Consideremos una masa de gas que ocupa un Volumen V1 a la temperatura T1 y presión P1. Supongamos que manteniendo constante la temperatura T1, se produce una interacción mecánica entre el sistema y el medio exterior, de forma que la presión alcanza el valor P2 y el volumen que ocupa el gas se convierte en Vx. Para este proceso se cumplirá según la ley de Boyle

                                                   

Si a continuación el gas interacciona térmicamente con el medio exterior, su presión seguirá siendo P2 mientras que la temperatura pasará a T2 y por

Page 14: Trabajo de Gases

consiguiente el volumen alcanzará el valor V2. Para este proceso de acuerdo con la ley de Charles

            

Igualando las ecuaciones 1.40 y 1.41 se obtiene:

                                                                                          

  

El valor de la constante se determina a partir de las consideraciones de Avogadro. Este hace uso de razonamientos de naturaleza microscópica para justificar el comportamiento macroscópico de la materia de diferentes gases, que a la misma presión y temperatura contienen el mismo número de moléculas; deduce que en un mol de cualquier sustancia existe el mismo número de moléculas que calcula en 6.023x1023.

Para un mol la hipótesis de Avogadro se suele formular diciendo que los volúmenes ocupados por un mol de cualquier gas a igual presión y temperatura son iguales.

     

 Experimentalmente se comprueba que a 1 atm de presión y a una temperatura de 0ºC ese volumen es 22. 4136 l  (SI 101.325 kPa; 0ºC, 1 mol ocupará un volumen de 22.4136 m3).

     

Page 15: Trabajo de Gases

 El resultado dado por la ecuación puede expresarse en función del número de moles de la sustancia, ya que el volumen es proporcional a dicho número; luego podrá escribirse:

                

Donde n = m / M   siendo m la masa en kg y M la masa molecular del gas.

                                

Sustituyendo en 1.44 la constante universal

Otras formas:

                                                                   

Page 16: Trabajo de Gases

Donde R es la constante específica para cada gas.

PROBLEMAS RESUELTOS

1.- Una cantidad de gas ocupa un volumen de 80 cm3 a una presión de 750 mm Hg. ¿Qué volumen ocupará a una presión de 1,2 atm. Si la temperatura no cambia?

Como la temperatura y la masa permanecen constantes en el proceso, podemos aplicar la ley de Boyle: P1.V1 = P2.V2 Tenemos que decidir qué unidad de presión vamos a utilizar. Por ejemplo atmósferas. 

Page 17: Trabajo de Gases

2.- El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200 cm3 a la temperatura de 20ºC. Calcula el volumen a 90ºC si la presión permanece constante.

Como la presión y la masa permanecen constantes en el proceso, podemos aplicar la ley de Charles y Gay-Lussac:

El volumen lo podemos expresar en cm3 y, el que calculemos, vendrá expresado igualmente en cm3, pero la temperatura tiene que expresarse en Kelvin.

3.- Una cierta cantidad de gas se encuentra a la presión de 790 mm Hg cuando la temperatura es de 25ºC. Calcula la presión que alcanzará si la temperatura sube hasta los 200ºC.

Como el volumen y la masa  permanecen constantes en el proceso, podemos aplicar la ley de   Gay-Lussac:

Page 18: Trabajo de Gases

La presión la podemos expresar en mm Hg y, la que calculemos, vendrá expresada igualmente en mm Hg, pero la temperatura tiene que expresarse en Kelvin.

4.- Disponemos de un recipiente de volumen variable. Inicialmente presenta un volumen de 500 cm3 y contiene 34 g de amoníaco. Si manteniendo constante la P y la T, se introducen 68 g de amoníaco, ¿qué volumen presentará finalmente el recipiente?Ar (N)=14. Ar (H)=1.

Manteniendo constante la P y la T, el volumen es directamente proporcional al número de moles del gas. El mol de amoníaco, NH3, son 17 g luego: Inicialmente  hay en el recipiente 34 g de gas que serán 2 moles y al final hay 102 g de amoníaco que serán 6 moles.

5.- Un gas ocupa un volumen de 2 l en condiciones normales. ¿Qué volumen ocupará esa misma masa de gas a 2 atm y 50ºC?

Como partimos de un estado inicial de presión, volumen y temperatura, para llegar a un estado final en el que queremos conocer el volumen, podemos utilizar la ley combinada de los gases ideales, pues la masa permanece constante:

Page 19: Trabajo de Gases

La temperatura obligatoriamente debe ponerse en K

Como se observa al aumentar la presión el volumen ha disminuido, pero no de forma proporcional, como predijo Boyle; esto se debe a la variación de la temperatura.

6.- Un recipiente cerrado de 2 l. contiene oxígeno a 200ºC y 2 atm. Calcula:a)  Los gramos de oxígeno contenidos en el recipiente.b) Las moléculas de oxígeno presentes en el recipiente.Ar(O)=16.

a) Aplicando la ecuación general de los gases  PV=nRT podemos calcular los moles de oxígeno:

 

b) Utilizando el NA calculamos el número de moléculas de oxígeno:

7.- Tenemos 4,88 g de un gas cuya naturaleza es SO2 o SO3. Para resolver la duda, los introducimos en un recipiente de 1 l y observamos que la presión que ejercen a 27ºC es de 1,5 atm. ¿De qué gas se trata?Ar(S)=32.Ar(O)=16.

Aplicando la ecuación

Page 20: Trabajo de Gases

general de los gases  PV=nRT podemos calcular los moles correspondientes a esos 4,88 gramos de gas:

La masa molar del gas será:  

Como la M(SO2)=64 g/mol y la M(SO3)=80g/mol. El gas es el SO3.

8.- Un mol de gas ocupa 25 l y su densidad es 1,25 g/l, a una temperatura y presión determinadas. Calcula la densidad del gas en condiciones normales.

Conociendo el volumen que ocupa 1 mol del gas y su densidad, calculamos la masa del mol:

 

; Por lo tanto

Como hemos calculado la masa que tienen un mol y sabemos que un mol de cualquier gas ocupa 22,4 litros en c.n., podemos calcular su densidad:

9.- Un recipiente contienen 100 l de O2 a 20ºC. Calcula: a) la presión del O2, sabiendo que su masa es de 3,43 kg. b) El volumen que ocupara esa cantidad de gas en c.n.

a) Aplicamos la ecuación general de los gases PV=nRT  pero previamente calculamos los moles de gas:

Page 21: Trabajo de Gases

   

    

Para calcular el volumen que ocupan los 107,19 moles en c.n. podemos volver a aplicar la ecuación PV=nRT  con las c.n. o la siguiente proporción:

10.- Calcula la fórmula molecular de un compuesto sabiendo que 1 l de su gas, medido a 25ºC y 750 mm Hg de presión tiene una masa de 3,88 g y que su análisis químico ha mostrado la siguiente composición centesimal: C, 24,74 %; H, 2,06 % y Cl, 73,20 %.Ar(O)=16. Ar(H)=1. Ar(Cl)=35,5

Primero calculamos la fórmula empírica:

Page 22: Trabajo de Gases

Como las tres relaciones son idénticas, la fórmula empírica será: CHCl.

Para averiguar la fórmula molecular, necesitamos conocer la masa molar del compuesto. La vamos a encontrar a partir de la ecuación general de los gases: PV=nRT.

 Estos moles son los que corresponden a los 3,88 g de compuesto, luego planteamos la siguiente proporción para encontrar la masa molar:

Como la fórmula empírica es  CHCl su masa molar “empírica” es 48,5 g/mol.Al dividir la masa molar del compuesto (97 g/mol) entre la masa molar “empírica”

Deducimos que la fórmula del compuesto es C2H2Cl2.

APLICACIÓN DE LA, MECÁNICA DE FLUIDOS EN INGENIERÍA CIVIL

MECANICA DE FLUIDOS

Page 23: Trabajo de Gases

La mecánica de fluidos es la ciencia que se encarga del estudio de fluidos en movimiento (dinámicade fluidos) o estáticos (estática de fluidos), y subsecuentemente los efectos  que estos producen sobre los recipientes que los contienen o superficies que están en contacto con ellos.

Los gases y los líquidos están clasificados como fluidos, y existe una gran gama de aplicaciones ingenieriles como, piscinas, canales, presas, obras de alcantarillado y agua potable, incluso los fluidos sanguíneos, entre otras muchas aplicaciones.

IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA MECANICA DE FLUIDOS

Actos tan cotidianos como tomar una ducha, respirar o beber agua, requieren necesariamente la circulación de fluidos. El estudio de la mecánica de fluidos puede ayudarnos tanto para comprender la complejidad del medio natural, como para mejorar el mundo que hemos creado.

Si bien la mecánica de fluidos está siempre presente en nuestra vida cotidiana, lo que nos falta conocer es como se expresa esta información en términos cuantitativos, o la manera en que se diseñan sistemas con base en este conocimiento, mismos que se utilizaran para otros fines.

Hoy en día todos los medios de transporte requiere la aplicación de la mecánica de fluidos. Entre estos se incluyen tanto los aviones como maquinas terrestres, barcos, submarinos y típicamente automóviles.

El diseño de sistemas de propulsión para vuelos especiales y cohetes está basado en los principios de la mecánica de fluidos.

El diseño de turbo maquinarias como bombas, hélices y turbinas de todo tipo requieren claramente de conocimientos de mecánica de fluidos. La lubricación es también un área de aplicaciones importantes.

Cuando la gravedad es la única fuerza que actúa sobre un líquido contenido en un recipiente abierto, la presión en cualquier punto del líquido es

Page 24: Trabajo de Gases

directamente proporcional al peso de la columna vertical de dicho líquido situada sobre ese punto.

La presión esa su vez proporcional a la profundidad del punto con respecto a la superficie, y es independiente del tamaño o forma del recipiente. Así, la presión en el fondo de una tubería vertical llena de agua de 1 cm. de diámetro y 15 m de altura es la misma que en el fondo de un lago de 15 m de profundidad. De igual forma, si una tubería de 30 m de longitud se llena de agua y se inclina de modo que la parte superior esté sólo a 15 m en vertical por encima del fondo, el agua ejercerá la misma presión sobre el fondo que en los casos anteriores, aunque la distancia a lo largo de la tubería sea mucho mayor que la altura de la tubería vertical.

El segundo principio importante de la estática de fluidos fue descubierto por el matemático y filósofo griego Arquímedes.

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo. Esto explica por qué flota un barco muy cargado; el peso del agua desplazada por el barco equivale a la fuerza hacia arriba que mantiene el barco a flote.

El punto sobre el que puede considerarse que actúan todas las fuerzas que producen el efecto de flotación se llama centro de flotación, y corresponde al centro de gravedad del fluido desplazado. El centro de flotación de un cuerpo que flota está situado exactamente encima de su centro de gravedad. Cuanto mayor sea la distancia entre ambos, mayor es la estabilidad del cuerpo.

Este principio permite determinar la densidad de un objeto cuya forma es tan irregular que su volumen no puede medirse directamente. Si el objeto se pesa primero en el aire y luego en el agua, la diferencia de peso será igual al peso del volumen de agua desplazado, y este volumen es igual al volumen del objeto, si éste está totalmente sumergido. Así puede determinarse fácilmente la densidad del objeto (masa dividida por volumen).

Si se requiere una precisión muy elevada, también hay que tener en cuenta el peso del aire desplazado para obtener el volumen y la densidad correctos.

Page 25: Trabajo de Gases

DINAMICA DE FLUIDOS

Para el autor Gareth Williams la dinámica de fluidos se centra principalmente a determinar la fricción que ofrece el mismo dependiendo del grado de viscosidad del mismo. Los fluidos ideal es cuya viscosidad es nula o despreciable, en su comportamiento no se observa esfuerzos de corte y por lo tanto no existen fuerzas de fricción con las paredes de los sólidos.

El interés por la dinámica de fluidos se remonta a las aplicaciones más antiguas de los fluidos en ingeniería.

Arquímedes realizó una de las primeras contribuciones con la invención, que se le atribuye tradicionalmente, del tornillo sin fin. La acción impulsora del tornillo de Arquímedes es similar a la de la pieza semejante a un sacacorchos que tienen las picadoras de carne manuales.

Los romanos desarrollaron otras máquinas y mecanismos hidráulicos; no sólo empleaban el tornillo de Arquímedes para bombear agua en agricultura y minería, sino que también construyeron extensos sistemas de acueductos, algunos de los cuales todavía funcionan. En el siglo I a.C., el arquitecto e ingeniero romano Vitrubio inventó la rueda hidráulica horizontal, con lo que revolucionó la técnica de moler grano.

A pesar de estas tempranas aplicaciones de la dinámica de fluidos, apenas se comprendía la teoría básica, por lo que su desarrollo se vio frenado. Después de Arquímedes pasaron más de 1.800años antes de que se produjera el siguiente avance científico significativo, debido al matemático y físico italiano Evangelista Torricelli, que inventó el barómetro en 1643 y formuló el teorema de Torricelli, que relaciona la velocidad de salida de un líquido a través de un orificio de un recipiente, con la altura del líquido situado por encima de dicho agujero.

El siguiente gran avance en el desarrollo de la mecánica de fluidos tuvo que esperar a la formulación de las leyes del movimiento por el matemático y físico inglés Isaac Newton. Estas leyes fueron aplicadas por primera vez a los fluidos por el matemático suizo Leonard Euler, quien dedujo las ecuaciones básicas para un fluido sin rozamiento (no viscoso).

Page 26: Trabajo de Gases

Euler fue el primero en reconocer que las leyes dinámicas para los fluidos sólo pueden expresarse de forma relativamente sencilla si se supone que el fluido es incompresible e ideal, es decir, si se pueden despreciar los efectos del rozamiento y la viscosidad. Sin embargo, como esto nunca es así en el caso de los fluidos reales en movimiento, para Gareth Williams los resultados de dicho análisis sólo pueden servir como estimación para flujos en los que los efectos de la viscosidad son pequeños.

Flujos incompresibles y sin rozamiento Estos flujos cumplen el llamado teorema de Bernoulli, enunciado por el matemático y científico suizo Daniel Bernoulli. El teorema afirma que la energía mecánica total de un flujo incompresible y no viscoso (sin rozamiento) es constante a lo largo de una línea de corriente. Las líneas de corriente son líneas de flujo imaginarias que siempre son paralelas a la dirección del flujo en cada punto, y en el caso de flujo uniforme coinciden con la trayectoria de las partículas individuales de fluido.

El teorema de Bernoulli implica una relación entre los efectos de la presión, la velocidad y la gravedad, e indica que la velocidad aumenta cuando la presión disminuye. Para el autor John Muller: "Este principio es importante para la medida de flujos, y también puede emplearse para predecir la fuerza de sustentación de un ala en vuelo”

Page 27: Trabajo de Gases

CONCLUSIONES

Los gases tienen poca densidad y por lo tanto, puede extenderse de manera indefinida.

El gas es el estado de agregación de una materia que carece de volumen y de forma propios.

Los gases se difunden hasta ocupar todo el recipiente que los contiene porque, a diferencia de los sólidos y líquidos, tienen sus partículas muy separadas moviéndose caóticamente en todas direcciones.

La energía interna es mayor en los gases.

Los líquidos aumentando su temperatura se evaporan.

Un gas difícilmente tiene punto de fusión.

Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí.

Un gas ideal se caracteriza por tres variables de estado: la presión absoluta (P), el volumen (V), y la temperatura absoluta (T). La relación entre ellas se puede deducir de la teoría cinética.

Se identificó ya un fenómeno propio de la mecánica de fluidos como es la estática o hidrostática de fluidos en la cual intervienen una presión atmosférica o ya sea bien un liquido.

En los dos casos se va dar un fenómeno de movimiento el cual se denomina movimiento dinámico o hidrostático.

También se mencionaron los precursores de estas investigaciones donde figuran nombres como el de Arquímedes y Blaise Pascal principalmente.

La dinámica o hidrodinámica de fluidos ya comprenden cálculos matemáticos mediante fórmulas complejas, las cuales corresponderán a movimientos de flujos sin comprimir.

Se deriva una ramificación de la dinámica y así mismo de la mecánica de fluidos: el flujo incompresible y sin rozamiento, el cual es

Page 28: Trabajo de Gases

experimentado por la segunda ley de Newton; pero además ya participan mayor número de investigadores acerca del tema (Bernoulli, Evangelista, Torricelli, Pascal, etc.).Al final se deduce que la gravedad junto con otras fuerzas influye para que haya movimiento de un flujo.

BIBLIOGRAFIA

https://es.wikipedia.org/wiki/Gas

https://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_los_gases

http://www.monografias.com/trabajos91/leyes-gases-quimica/leyes- gases-quimica.shtml

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/ andared02/leyes_gases/

https://books.google.com.pe/books?id=3V1Kr- FXwcsC&pg=PA320&dq=los+gases&hl=es&sa=X&ved=0CCcQ6AEwAmoVChMIxtuj8PvkxwIVBtCACh29Ywlc#v=onepage&q=los%20gases&f=false

https://books.google.com.pe/books? id=YKfMtG1Doj0C&pg=PA18&dq=los+gases&hl=es&sa=X&ved=0CFAQ6AEwCWoVChMIxtuj8PvkxwIVBtCACh29Ywlc#v=onepage&q=los%20gases&f=false

https://books.google.com.pe/books? id=xUavR0u66PEC&pg=PR7&dq=aplicacion+de+la+mecanica+de+fluidos+en+ingenieria+civil&hl=es&sa=X&ved=0CCMQ6AEwAmoVChMItrHpyvzkxwIVS6KACh2epwTc#v=onepage&q=aplicacion%20de%20la%20mecanica%20de%20fluidos%20en%20ingenieria%20civil&f=false

I. DATOS GENERALESa. Denominación de la Asignatura : Fe y Cultura b. Ciclo de Estudios : Vc. Año de Estudios : d. Ciclo académico : 2015-Ie. Créditos : 3f. Duración

Page 29: Trabajo de Gases