sábado, 9 de mayo de 2009

Actividad n° 1 del la Unidad 2.

EL PRINCIPIO DE PASCAL , QUE SUCEDE EN LOS SOLIDOS , LOS LIQUIDOS Y LOS GASES CUANDO VARIA SU TEMEPERATURA Y LA PRESION EJERCIDA SOBRE ELLOS EL CALOR LATENTE : MOTOR DE LOS HURACANES.



B L A I S E P A S C A L


Clermont-Ferrand, Francia, 1623-París, 1662) Filósofo, físico y matemático francés. Su madre falleció cuando él contaba tres años, a raíz de lo cual su padre se trasladó a París con su familia (1630). Fue un genio precoz a quien su padre inició muy pronto en la geometría e introdujo en el círculo de Mersenne, la Academia, a la que él mismo pertenecía. Allí Pascal se familiarizó con las ideas de Girard Desargues y en 1640 redactó su Ensayo sobre las cónicas (Essai pour les coniques), que contenía lo que hoy se conoce como teorema del hexágono de Pascal.La designación de su padre como comisario del impuesto real supuso el traslado a Ruán, donde Pascal desarrolló un nuevo interés por el diseño y la construcción de una máquina de sumar; se conservan todavía varios ejemplares del modelo que ideó, algunos de cuyos principios se utilizaron luego en las modernas calculadoras mecánicas.


En Ruán Pascal comenzó también a interesarse por la física, y en especial por la hidrostática, y emprendió sus primeras experiencias sobre el vacío; intervino en la polémica en torno a la existencia del horror vacui en la naturaleza y realizó importantes experimentos (en especial el de Puy de Dôme en 1647) en apoyo de la explicación dada por Torricelli al funcionamiento del barómetro.



La enfermedad indujo a Pascal a regresar a París en el verano de 1647; los médicos le aconsejaron distracción e inició un período mundano que terminó con su experiencia mística del 23 de noviembre de 1654, su segunda conversión (en 1645 había abrazado el jansenismo); convencido de que el camino hacia Dios estaba en el cristianismo y no en la filosofía, Blaise Pascal suspendió su trabajo científico casi por completo.
Pocos meses antes, como testimonia su correspondencia con Fermat, se había ocupado de las propiedades del triángulo aritmético hoy llamado de Pascal y que da los coeficientes de los desarrollos de las sucesivas potencias de un binomio; su tratamiento de dicho triángulo en términos de una «geometría del azar» lo convirtió en uno de los fundadores del cálculo matemático de probabilidades.


En 1658, al parecer con el objeto de olvidarse de un dolor de muelas, Pascal elaboró su estudio de la cicloide, que resultó un importante estímulo en el desarrollo del cálculo diferencial. Desde 1655 frecuentó Port-Royal, donde se había retirado su hermana Jacqueline en 1652. Tomó partido en favor de Arnauld, el general de los jansenistas, y publicó anónimamente sus Provinciales.



I N V E N T O S

*Calculadora digital(Pascalina)-Pascal inventó la primera calculadora digital en 1642 para ayudar a su padre.



*El aparato, llamado Pascalina, parecía una calculadora mecánica de los años 1940.



*Jeringa






*Prensa Hidráulica










Aplicaciones de sus inventos en la vida actual


Una prensa hidráulica es un mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados por pistones de diferente área que, mediante pequeñas fuerzas, permite obtener otras mayores.

Antigua prensa hidráulica.
En el siglo XVII, en Francia, el matemático y filósofo Blaise Pascal comenzó una investigación referente al principio mediante el cual la presión aplicada a un líquido contenido en un recipiente se transmite con la misma intensidad en todas direcciones. Gracias a este principio se pueden obtener fuerzas muy grandes utilizando otras relativamente pequeñas. Uno de los aparatos más comunes para alcanzar lo anteriormente mencionado es la prensa hidráulica, la cual está basada en el principio de pascal.


El rendimiento de la prensa hidráulica guarda similitudes con el de la palanca, pues se obtienen presiones mayores que las ejercidas pero se aminora la velocidad y la longitud de desplazamiento, en similar proporción.







FRENOS HIDRAULICOS












GATO HIDRAULICO










POR QUE ES IMPORTANTE EL ESTUDIO DE LOS GASES , SOLIDOS , LIQUIDOS EN LA VIDA DEL HOMBRE , QUE IMPACTO HAN TENIDO EN SU MUNDO.






El agua, el aire, el mar, la sangre, algunos nutrientes, lubricantes, combustibles etc., son fluidos ( líquidos y gases) que en nuestras vidas juegan un papel de gran importancia. Así se tiene que las propiedades de los fluidos, es decir de líquidos como gases se aplican tanto al flujo de aire a través de los tubos bronquiales como al flujo de sangre a través de los vasos sanguíneos.






El aprovechamiento de los recursos hidráulicos y el estudio de ellos por parte de la ingeniería nos lleva al buen uso de la energía hidráulica. Las estructuras hidráulicas, la ingeniería naval son factibles de analizarlas debido al estudio del comportamiento del agua.El control y transmisión neumática, la refrigeración, el aire acondicionado, la meteorología, el aire comprimido son factibles de analizarlos debido al estudio del comportamiento del aire.El estudio de la mecánica de fluidos resuelve la problemática de la construcción de las redes de distribución de agua, de gas, de oleoductos, de gasoductos.En esta unidad se analizará brevemente el comportamiento de los fluidos. La mecánica de fluidos estudia los fluidos tanto en estado de equilibrio o reposo, que es la hidrostática, como también en estado de movimiento, que es la hidrodinámica.La mecánica de fluidos moderna nace con Prandtl en las primera década de este siglo; es él el que realizó la síntesis entre la hidráulica práctica y la hidrodinámica. A lo largo de los siglos son muchas las personas que han contribuido con su aporte para llegar hasta el desarrollo actual de esta ciencia, entre ellas podemos citar a Arquímedes, Torricelli, Pascal, Newton, Bernoulli, Euler, Lagrange, Venturi, Poiseulli, Weisbach, Reynold, Froude, Stoke y el más reciente Prandtl.En el siguiente punto se darán algunas definiciones y propiedades básicas para entender el comportamiento de los fluidos.






I.- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Y DEFINICIONESLos conceptos de densidad y de viscosidad desempeñan papeles importantes en el movimiento de los fluidos, tanto en conductos cerrados como abiertos; la tensión superficial influye en el movimiento de pequeños chorros y ondas, altera el movimiento en los conductos de pequeña sección. el cuerpo humano emplea los tensioactivos para reducir la tensión superficial en el revestimiento mucosos de los alvéolos pulmonares que son las pequeñas cavidades en las que terminan los tubos bronquiales de los pulmones. La presión de vapor también desempeña un papel importante en el cambio de la fase de líquido a gas.






¿QUE SE ENTIENDE POR FLUIDO?Generalmente se acostumbra a decir que un fluido es una sustancia que se caracteriza por poseer un volumen definido, pero no una forma definida. Una definición adecuada de este concepto se basa en el concepto de fatiga o esfuerzo tangencial (t).Esfuerzo tangencial (t). :Tomando un elemento de área pequeño dA sobre el que actúa un elemento de fuerza en general se define el esfuerzo por la expresión . Los esfuerzos pueden ser normales o bien tangenciales Para los esfuerzos tangenciales o de cortadura (t), la fuerza es paralela o tangente al área sobre la que actúa; se producen tanto en los sólidos como en los fluidos.Para el caso de esfuerzos normales ( ), la fuerza es normal ( perpendicular ) al área que resiste la deformación, pudiendo ser de compresión , es decir , la fuerza se aplica contra la superficie, o esfuerzo de tracción, es decir, la fuerza se aplica en la superficie pero “tirando” de ella hacia afueraLos líquidos no soportan esfuerzo de tracción, pueden sólo soportar esfuerzos de compresión.






1.- FLUIDO






define como FLUIDO a la sustancia que se deforma continuamente al ser sometida a un esfuerzo tangencial o cortante, no importando cuan pequeño sea este, o bien, sustancia que no acepta esfuerzo cortante cuando éste está en equilibrio o reposo.Los fluidos están compuestos de moléculas que se encuentran en movimiento constante. El fluido está idealmente compuesto de una sustancia infinitesimal divisible, un continuo, no preocupándose por el comportamiento individual de las moléculas. La mecánica estadística y la teoría cinética de los gases contempla el estudio a nivel molecular.






2.- PRESIÓN De acuerdo a lo expuesto en la definición de esfuerzo, se define presión media como la razón entre la fuerza normal que actúa sobre un área plana y dicha área: La presión en un punto es el límite de la presión media, cuando el elemento de área tiende a cero(la presión no es una magnitud vectorial).






UNIDADES DE PRESIÓN EN LOS DIFERENTES SISTEMAS:La dimensión para medir presión es : (F) (L)-2En el S.I. se llama Pascal ( Pa ) 1 Pa = 1 N/m2En el C.C.S. se llama Baria 1 Baria = 1 Dina/cm2En el sistema técnico gravitacional no tiene nombre especial y es kgf-/m2Como unidad práctica para medir presión se usa la altura equivalente de columna de algún líquido determinado, se suele usar el mm columna de mercurio que se le llama Torr. l milímetro de Hg = l Torr.2.b.






MEDICION DE LA PRESION SANGUINEAEl instrumento que mide presión sanguínea se conoce con el nombre de ESFIGMOMANOMETRO. El ESFIGMOMANOMETRO de mercurio corresponde a una variante del manómetro de tubo en U abierto donde el recipiente sustituye a la mitad del tubo en U y es lo suficientemente grande para que las variaciones en el nivel del mercurio puedan ignorarse. La lectura de presión se hace en el nivel superior de la columna de mercurio.El brazalete se coloca alrededor del brazo a la altura del corazón, además como el antebrazo tiene un solo hueso, da facilidad para localizar la arteria humeral. La presión en el brazalete se eleva por encima de la presión sanguínea sistólica inyectando aire dentro de él, lo que se hace hasta que la arteria humeral quede aplastada y no permite el paso del flujo de sangre en las arterias del antebrazo, luego se suelta lentamente el aire y simultáneamente se usa el estetoscopio para escuchar la vuelta del pulso.El primer sonido corresponde con la presión sistólica, ya que a esa presión máxima la sangre se abre paso a través de la arteria aplastada. Este valor se mide en la diferencias de alturas (expresada en mm ) de las columna de mercurio.Después se deja escapar más aire del brazalete para bajar más la presión. El sonido se deja de escuchar cuando la presión iguala a la presión diastólica ya que la sangre a baja presión es capaz de pasar a través de la arteria del brazo.Las presiones sanguíneas se expresan habitualmente como razones de presiones sistólica/diastólica y los valores típicos para un adulto sano en estado de reposo son aproximadamente 120/80 torr o bien 16/11 kPa3.-






DENSIDAD ABSOLUTA (  )Los fluidos son agrupaciones de moléculas, separadas en los gases y más próximas en los líquidos, la distancia entre las moléculas es mucho mayor que el diámetro molecular. La densidad absoluta se define comosiendo  = 10-9 mm3 para líquidos y gases a la presión atmosférica.En forma macróscopica podemos decir que la densidad ( se lee rho ) es el cuociente entre la masa y su volumen respectivo Unidades de densidad absoluta: S.I. : Kg/ m3 ; C.G.S. : gr / cm34.-






DENSIDAD RELATIVA (R )En algunas oportunidades se da la densidad relativa la cual se define como la razón entre la densidad absoluta de una sustancia y la densidad absoluta de otra sustancia que se toma como patrón., la densidad relativa de una sustancia es un número abstractoLa densidad absoluta del agua, a la temperatura aproximada de 4°C y 1 atmósfera de presión es de:1 gr/cm3 = 103 kg/m3La densidad del aire a 0°C y una atmósfera de presión es de 1,293 kg/m3Averigue la densidad relativa del hielo, mercurio, glicerina, alcohol, aceite, sangre, petróleo, fierro, aluminio, bronce, oro, plata, cobre, etc. Revise la tabla 7-2 del libro Física para ciencias de la vida del autor Cromer, anótela en sus apuntes.






ANOMALIA DEL AGUAPor su característica, los líquidos son prácticamente incompresibles y la mayoría de ellos, al aumentar la temperatura disminuye su densidad. Sin embargo, en toda regla hay excepción y, en este caso, el agua presenta esta excepción. Entre 0 y 4° C el agua presenta una anomalía.El gráfico adjunto muestra la relación de volumen versus temperatura para una cierta cantidad de agua de volumen inicial Vo.. Del gráfico se deduce que a los 4ºC el volumen de agua, el cual no ha cambiado de masa, toma el menor volumen, en consecuencia su mayor densidad.En consecuencia el hielo tiene una menor densidad y flota en agua tal como usted lo ha observado más de alguna vez..






PESO ESPECÍFICO (  ) Este concepto es similar al de densidad, pero en vez de considerar la masa, se toma en cuenta el peso. Se define como el peso de la unidad de volumeno bien La dimensión es (F/L3 ) ; en los distintos sistemas se mide a N/m3 ; Dina/cm3 ; kgf-/m3.






VISCOSIDAD DINÁMICA O ABSOLUTA (  ) Al analizar cuerpos en movimiento que se desplazaban sobre una superficie, aparecía la fuerza de roce. En los fluidos en movimiento , el roce está asociado a otro concepto, este concepto es el de viscosidad , fuerzas viscosas, el cual deberá de ser tomada en cuenta a la hora de realizar el balance energético.Se entiende por viscosidad dinámica al rozamiento interno desarrollado, cuando una parte del fluido se mueve relativamente a una parte adyacente. El coeficiente de fricción interna del fluido se llama viscosidad y se designa por  ( se lee muu).



















EL CALOR LATENTE: MOTOR DE LOS HURACANES


Calor latente de fusión o calor de cambio de estado, es la energia absorbida por las sustancias al cambiar de estado, de sólido a líquido (calor latente de fusión) o de líquido a gaseoso (calor latente de vaporización). Al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se devuelve la misma cantidad de energía.
Latente en latín quiere decir escondido, y se llama así porque, al no cambiar la temperatura durante el cambio de estado, a pesar de añadir calor, éste se quedaba escondido. La idea proviene de la época en la que se creía que el calor era una substancia fluida denominada Flogisto. Por el contrario, el calor que se aplica cuando la sustancia no cambia de estado, aumenta la temperatura y se llama calor sensible.
Cuando se aplica calor al hielo, va ascendiendo su temperatura hasta que llega a 0°c (temperatura de cambio de estado), a partir de entonces, aun cuando se le siga aplicando calor, la temperatura no cambia hasta que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo.Una vez fundido el hielo la temperatura volverá a subir hasta llegar a 100°C; desde ese momento se mantendrá estable hasta que se evapore toda el agua.Esta cualidad se utiliza en la cocina, en refrigeración, en bombas de calor y es el principio por el que el sudor enfría el cuerpo.
Calor latente de algunas sustancias: El agua tiene calor latente de vaporización más alto ya que, para romper los puentes de hidrógeno que enlazan las moléculas, es necesario suministrar mucha energía y el segundo más alto de fusión. Y el amoniaco al revés.
Agua: de fusión: 333,9 J/g (79,9 cal/g); de vaporización: 2253 J/g (539 cal/g).
Amoníaco: de fusión: 180 cal/gramo; de vaporización: 1369 J/g (327 cal/g).
Una de las ventajas del elevado calor de vaporización del agua es que permite a determinados organismos disminuir su temperatura corporal. Esta refrigeración es debida a que, para evaporarse, el agua de la piel (por ejemplo, el sudor) absorbe energía en forma de calor del cuerpo, lo que hace disminuir la temperatura superficial.



HURACAN

Todos los ciclones tropicales son áreas de baja presión atmosféricA cerca de la superficie de la Tierra. Las presiones registradas en el centro de los ciclones tropicales están entre las más bajas registradas en la superficie terrestre al nivel del mar. Los ciclones tropicales se caracterizan y funcionan por lo que se conoce como núcleo cálido, que consiste en la expulsión de grandes cantidades de calor latente de vaporización que se eleva, lo que provoca la condensación del vapor de agua. Este calor se distribuye verticalmente alrededor del centro de la tormenta. Por ello, a cualquier altitud (excepto cerca de la superficie, donde la temperatura del agua dictamina la temperatura del aire) el centro del ciclón siempre es más cálido que su alrededor.Las principales partes de un ciclón son el ojo, la pared del ojo y las bandas lluviosas.



NOTA:
SERA
PARA UNA SEMANA 6HRS.

1 comentario:

  1. Hola maestro Rodolfo muy buena su aportación sólo que se me hacen muy extensas sus explicaciones de cada subtema y sólo proporciona fotografías, quizá pudiera complementarlas con videos, además tenga un poco más de cuidado con la ortografía...salu2.

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