TERMODINÁMICA.

Es la ciencia que estudia los cambios térmicos de la materia, se ocupa de los conceptos de calor y temperatura. Es útil en la explicación de las propiedades generales de la materia y de la correlación entre estas propiedades y la mecánica de los átomos y las moléculas.

Calor:

 Es la transferencia de energía térmica desde un sistema a otro de menor temperatura.

Temperatura:

Es la propiedad que determina el cambio de calor en un sistema, a partir de ella podemos considerar si un objeto esta o no en equilibrio térmico con otros.

Energía Interna:

Es toda la energía que pertenece a un sistema mientras esta estacionario, es decir ni se traslada ni se rota.

Energía Térmica:

Es la parte de la energía interna que cambia cuando cambia la temperatura del sistema, esta sujeta a los fenómenos de calor.

Leyes De La Termodinámica.

 Ley Cero: Equilibrio Térmico.
 Considere dos objetos A y B, los cuales no están en contacto térmico, luego hay un tercer objeto C y si los objetos A y B por separado están en equilibrio térmico con el objeto C, entonces A y B están en equilibrio térmico entre si, si se ponen en contacto térmico.


Primera Ley: Conservación de la energía- calorimetria
 Es una generalización conocida como la ley de la conservación de la energía e incluye los cambios posibles de  la energía interna, en pocas palabras nos dice que la energía en un sistema esta dada por la diferencia entre el calor ( energía térmica ) y el trabajo.

Segunda Ley: Entropia.
 Establece que cuando ocurre un proceso irreversible (real), el grado de desorden en el sistema mas el de los alrededores aumenta. Cuando un proceso se efectúa en un sistema aislado un estado ordenado se convierte en un estado mas desordenado. La medida del desorden en un sistema recibe el nombre de entropia, S.

Tercera ley: Cero Absoluto
Nos habla acerca de una temperatura tan baja que jamas puede ser alcanzada, ya que si se llegase a esta que es improbable el sistema físico sometido a esta se detendría, dejando así su entropia en el mínimo valor posible.

Maquina de Vapor

Una máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una cantidad de agua en energía mecánica. En esencia, el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:

• Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión del volumen de un cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela - manivela, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua utilizando la energía cinética de un volante de inercia.
• El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.

Mecánica De Fluidos

Parte de la Física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos.
La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática,que se ocupa de fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de fluidos en movimiento.

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EL MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS

existen dos clases de movimiento en un fluido: el flujo turbulento y el flujo laminar.

el flujo turbulento se caracteriza porque las partículas del fluido describen trayectorias en forma de remolinos.

el flujo laminar se caracteriza porque cada pequeño volumen de fluido se mueve sin girar siguiendo trayectorias que no se cruzan entre si.

DEFINICIONES Y FORMULAS

PRESIÓN (P): es la cantidad de fuerza aplicada perpendicularmente sobre una superficie.la ecuación es la siguiente:

DENSIDAD(ρ): La densidad es una magnitud que relaciona la cantidad de masa con la cantidad de volumen de un determinado cuerpo. La ecuación es la siguiente:

 VOLUMEN(vol)(v): El volumen de un cuerpo es el espacio que éste ocupa. podemos utilizar el principio de arquimedes, sobre un deposito con agua se inserta el objeto, el agua desalojada es el volumen de dicho objeto.

VISCOCIDAD

la viscosidad es  la propiedad de los fluidos que afecta su movimiento de la misma manera que la fuerza de rozamiento afecta el deslizamiento de los sólidos.

la viscosidad se hace evidente si se considera que para que un fluido fluya dentro de un tubo es necesario mantener una diferencia de presión de tal manera que supere la fricción interna.

El volumen del liquido que fluye por unidad de tiempo, es decir, el caudal resulta menor cuando mas viscoso es el fluido.

comparación de la viscosidad de la pintura, y la viscosidad del agua 

PRINCIPIO DE PASCAL

"la presion aplicada a un fluido confinado se transmite con el mismo valor en todos los puntos del fluido y a las paredes del deposito que lo contiene"

el principio de pascal es valido tambien para los gases, aunque en este caso la presion no se transmite con tanta rapidez, ya que los gases son mas comprensibles que los líquidos.

en el principio de pascal se fundamentan numerosas aplicaciones tecnológicas de uso corriente: gatos hidráulicos, grúas excavadoras, volquetas, sistemas de frenos en los automóviles entre otros; en general, estas maquinas que se basan en el principio de pascal reciben el nombre de maquinas hidráulicas.

                                                                           

A

la presion ejercida en A se transmite a todos los puntos del fluido

segun el principio de pascal, la presion ejercida sobre un punto de un fluido se transmite por todo el fluido con la misma intensidad, por tanto, las dos presiones son iguales. Es decir:

                                            

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

"todo cuerpo sumergido en un liquido experimenta un empuje vertical, hacia arriba, igual al peso del volumen del liquido desplazado"

el principio de pascal explica que cuando un cuerpo esta total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, el fluido ejerce una presion sobre todas las partes de la superficie del cuerpo que estan en contacto con el fluido. la presion es mayor en las partes sumergidas mas profundamente. La resultante de todas las fuerzas es una fuerza hacia arriba llamada empuje ascendente del cuerpo sumergido.

Este dibujo representa la distribución de las fuerzas sobre un cuerpo sumergido en un fluido.

ECUACIÓN DE BERNOULLI

Una ecuación fundamental de la dinámica de los fluidos es la ecuación de Bernoulli. El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente.Es importante aclarar que la ecuación de Bernoulli solo vale para fluidos perfectos, es decir, fluidos sin viscosidad, podemos probar la ecuación de Bernoulli con el tubo de venturi.

la ecuación de Bernoulli es la siguiente

LA ECUACION DE CONTINUIDAD

Esta es la ecuación de continuidad (para un fluido incomprensible). quiere decir que el producto A . v es constante a lo largo del tubo. Esto es, cuando disminuye el área del tubo, aumenta la velocidad del fluido. 


llamamos gasto métrico o caudal, a la cantidad A . v, es decir, que el caudal es constante a lo largo del tubo. El caudal se expresa en m³/s e indica el volumen de liquido que fluye por unidad de tiempo. si el caudal es de 1m³/s significa que en cada segundo fluye 1m³ a través de cada sección de área.