2 clase 22 de agosto- cristografria

8/16/2019 2 Clase 22 de Agosto- cristografria

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Variables –físicos-químicas

AGOSTO 22 DE 2015

CAPACITADOR : RAFAEL ARTEGAQUIROZ


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3.MAGNITUDES DERIVADAS3.1 Área ‘S’.

3.2 Volumen ‘V’: S(base) x L

3.3 Densidad ‘’: ρ = M / V. => Brix - Baumé

3.3.1 Volumen Específico: υ = 1 /ρ

3.4 Densidad Relativa‘’.

3.5 Peso Específico ‘ϕ’: ϕ =ρ * g


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3.MAGNITUDES DERIVADAS3.6 Presión ‘P’:P = F / S

3.6.1Presión en Fluidos P = Po +ρ.g.h

3.6.1.1 Presión Hidrostática: P(H) = ρ.g.h =ϕ * h

3.6.1.2 ∆P en Fluidos: P – Po =ϕ * (h – ho)

3.6.1.3 Principio de Pascal: F2 = (S2 / S1) * F1

3.6.1.4 Vasos Comunicantes h1 = (h2 *ρ 2) /ρ 1

3.6.2 Presión Atmosférica Po.

3.6.3 Presión Manométrica. P man.

3.6.4 Presión Absoluta P(A) = Po + P man.

3.6.5 Manómetros y Barómetros.

3.6.6Unidades de Presión.


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3.MAGNITUDES DERIVADAS3.1 Área ‘S’. Espacio de un terreno o plano comprendido entre ciertos limites , estos dan laforma geométrica y para cada figura existe formulaciones para encontrarla.

3.2 Volumen ‘V’. Medida definida en tres dimensiones de una región del espacio y se halla porsu área multiplicada por su altura.

S(base) x L

3.3 Densidad ‘’:Es la cantidad de masa que se encuentra en un determinado volumen

ρ = M / V. => Brix - Baumé

3.3.1 Volumen Específico: υ = 1 /ρ

3.4 Densidad Relativa‘’.Es la Relación existente entre la densidad de una sustancia y la de otra sustanciade referencia , para el caso de solidos y liquidos es la del agua, y para losgases la del aire

3.5 Peso Específico ‘ϕ’: ϕ =ρ * g


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Caudal ‘G’: Volumen de fluido por unidad de tiempo.

G = V / t => G = S x u (u:velocidad)

Flujo Másico ‘F’: Masa que fluye por unidad de tiempo.

F = M / t =>F = (ρ x V) / t =ρ x S x L / t =>

F = x S x u


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erccos – rea –voumen-densidad-peso especifico

• Que volumen ocupara una masa de 608 grs de aluminio?. ρ

= 2,7 grs/cm3

• Que masa tendrá un cubo de 10 cm de lado hecho decorcho. ρ = 0,14 grs/cm3


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3.MAGNITUDES DERIVADAS video 5

• Lapresión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza

con la superficie sobre la cual actúa, es decir , equivale a lafuerza que actúa sobre la superficie.

P = F / S

• Presión absoluta y relativa]• En determinadas aplicaciones la presión se mide no como la

presión absoluta sino como la presión por encima de lapresión atmosférica, denominándosepresión relativa,presión normal,presión de gauge opresión manométrica

•

P(A) = Po + P man.

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9ricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_manom%C3%A9tricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_manom%C3%A9tricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_manom%C3%A9tricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9rica


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3.MAGNITUDES DERIVADAS• Presión absoluta y relativa]

• P man

Po vacío

Presion cero

• P(A) = Po + P man.


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3.MAGNITUDES DERIVADAS• Presión hidrostática

• Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes del fondodel recipiente que lo contiene y sobre la superficie decualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamadapresión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, unafuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la

superficie del objeto sumergido sin importar la orientación

que adopten las caras. P(H) = ρ.g.h =ϕ * h• Video 6

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza


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Principio de Arquímedes( video 7)• Al sumergir la piedra el nivel del líquidosube, poniendo en evidencia el líquido

desalojado por la piedra. Al mismo tiempo, esclaro que los volúmenes de la piedra y ellíquido desalojado son iguales. Ahora bien, elpeso de este líquido, es decir, su masamultiplicada por la aceleración de gravedad,es igual a la magnitud de la fuerza que actúasobre la piedra, de sentido opuesto al peso yque, por lo tanto, la haría sentir más liviana.

principio de Arquímedes es una consecuencia de lapresión hidrostática.un líquido de densidadD y sumergido en él uncuerpo cilíndrico de alturaH y área A en su partesuperior e inferior. Según , en la superficie superior

la presión esP1 =Dgh1, dondeh1 es la profundidad aque se encuentra dicha superficie. Igualmente, en lasuperficie inferior esP2 =Dgh2. Arriba la fuerza

producida por la presión actúa hacia abajo y la deabajo actúa hacia arriba, siendo mayor esta últimadado queh2 >h1.


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Principio de Arquímedes

Los valores de estas dos fuerzas deben serF1 =P1 A yF2 =P2 A,

respectivamente, con lo cual la fuerza total resultante a lapresión que aplica el fluido, ya que las fuerzas laterales seanulan, es:

F=F2 –F1;

es decir,F = (P2 –P1) A,

o bien,

F = (Dgh2 –Dgh1) A;lo que se puede escribir como:

F =Dg(h2 –h1) A =DgHA;

Pero como el volumen del cilindro, y también el del líquidodesalojado, esV =HA, encontramos que la fuerza que actúahacia arriba y corresponde al empuje E es:

E =DgV Como la masa del líquido desalojado es, según,

m =DV,el empuje corresponde aE =mg,


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Ejercicios

• Ley de Arquímedes

• Un cuerpo de masa 240 g y volumen 120 cm3 se deposiaen el agua !d" 1 g#cm3$%

• &alcula' a$ (a densidad del cuerpo% )$ El volumensumergido% c$ El empu*e%


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Ejercicios

• Un cilindro me+lico es de ,0 -g. 2 m de longiud y un+rea de 25 cm2 en cada )ase% Si una de sus )ases es+ en

conaco con el piso. /u presin e*erce el cilindro so)reel suelo

• (a presin amosrica iene un valor aproimado de16105 7a% /8u uer9a e*erce el aire con:nado en uncuaro so)re una venana de 40 cm por ,0 cm

• Un su)marino puede )a*ar ;asa los 2000 m deproundidad en agua dulce. calcula la presin ue sopora%/A u proundidad podr


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3.MAGNITUDES DERIVADAS• Video 8

• principio de Pascal y hace referencia a que lapresión que

ejerce un fluido que está en equilibrio y que no puedecomprimirse, alojado en un envase cuyas paredes no sedeforman, se transmite con idéntica intensidad en todos lospuntos de dicho fluido y hacia cualquier dirección..

http://definicion.de/presion/http://definicion.de/presion/


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3.MAGNITUDES DERIVADAS video 9

• Un coche puede pesar 1000 kg perfectamente, veamos pues

cómo podemos hacerlo gracias a las prensas o elevadorashidráulicas: En la imagen tenemos un coche de 1000 kgencima de un disco con un radio de 2 metros y por otro ladotenemos otro disco de 0.5 metros y luego el depósito lleno deagua. La presión que tenemos que ejercer en el disco

pequeño será la necesaria para poder elevar el coche de1000 kg. ¿Cuál es?


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?1# A1 " ?2# A2A1 " @ B " @ 0.52 " 0.C,5 mBA2 " @ B " @ 2B " 12.5== mB

?2 " m !masa$ g !gravedad$ " 1000 -g %, m#sgB " ,00 !$

?1 " ?2 A1 # A2 inroduciendo los daosaneriores'

?1 " 0%=12

Eso uiere decir ue solamene con aplicar una uer9a an peueFa de0%=12 eon

podemos elevar un coc;e de 1000 -g% ecuerdaue la unidad de eon !$ es'


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UNIDADES BASICASUNIDADES BASICAS

MAGNITUD FÍSICA UNIDAD SÍMBOLO

Longitud metro mMasa kilogramo kgTiemo segundo sIntensidad de !orriente el"!tri!a amere ATemeratura termodin#mi!a $el%in $Intensidad luminosa !andela !dCantidad de sustan!ia mol mol

UNIDADES DERIVADAS

MAGNITUD FÍSICA UNIDAD SÍMBOLO &rea metro !uadrado m'

(olumen metro !)*i!o m+

Densidad kilogramo or metro !)*i!o kg , m+

(elo!idad metro or segundo m , sFuer-a .eso/ Ne0ton N1resi2n 1as!al 1a


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Cristalización-Evaporar

•

OBJETIVO general• Concentrar la Meladura para que brote el grano.

• Evaporando el agua que tieneinterna dicha Meladura.


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E*ercicio

• &uana agua evaporo el ac;o parallegar a la masa :nal

HE(ADUA HAS

A

AGU

A


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3.7 CALOR (video10)• Por calor se entiende la energía que produce el movimientode las moléculas de la materia; sin calor, no existiría tal

movimiento. (Video 11)• La segunda magnitud fundamental es la cantidad de calorque se supone reciben o ceden los cuerpos al calentarse o alenfriarse, respectivamente.

∆Q ∆T => ∆Q = Cte x ∆T. Capacidad Calórica: ‘C’. Lacapacidad calórica de una sustancia es una magnitud

que indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha

sustancia para experimentar cambios de temperatura bajoel suministro de calor. Es el cociente entre el calorsuministrado a una sustancia, ∆Q, y el cambio detemperatura ∆T.

∆Q = C x ∆T => C = ∆Q / ∆T

http://var/www/apps/conversion/Users/aulio%20a%20ramos%20r/Documents/wiki/Capacidad_cal%C3%B3ricahttp://var/www/apps/conversion/Users/aulio%20a%20ramos%20r/Documents/wiki/Capacidad_cal%C3%B3rica


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3.7 CALORCalor Específico:‘Cp’.

Es la capacidad calorífica por unidad de masa y equivale ala cantidad de calor que hay que proporcionar a un cuerpo

para que su temperatura aumente en un número de

unidades determinado. La temperatura que alcanzan los

cuerpos cuando se calientan depende de la naturaleza del

cuerpo. Esta propiedad se llama calor específico y puede

definirse como el calor que hay que comunicar a 1 g de

sustancia para que aumente 1 grado su temperatura (cal /

gr °C o Btu / Lb °F).

Cp = C / M Video 12


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3.7 CALOR• El calor específico es una propiedad muy particular de cadasustancia y varía ligeramente con la temperatura. La mayoría de lassustancias tienen calores específicos menores que el del agua.

• Una caloría generalmente se define como: es la cantidad de calorque se debe agregar a un gramo de agua para elevar su temperaturaen un grado centígrado. Lo cual significa que si a un gramo de aguase le proporciona una caloría su temperatura aumentará . Del

mismo modo: si a una libra de agua se le proporciona 1 Btu sutemperatura aumentará en 1 °F.

•

•Sustancia Calor específico medio (cal / gr °C) • Agua 1.000

• Hielo 0.560

• Aluminio 0.217

• Hierro 0.113

• Cobre 0.093


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•Calor específico y capacidad calorífica de algunos materiales

Material Calor específico Densidad Capacidad calorífica

kcal/kg ºC kg/m³ kcal/m³ ºC

Agua 1 1000 1000

Acero 0,12 7850 950

Tierra seca 0,44 1500 660

Granio 0,2 2645 529

!a"era "e ro#le 0,57 750 4$0

%a"rillo 0,20 2000 400

!a"era "e &ino 0,6 640 $84

'ie"ra arenisca 0,17 2200 $74

(ormig)n 0,16 2$00 $50

!orero "e *eso 0,2 1440 288

Te+i"o "e lana 0,$2 111 $5

'oliesireno e&an"i"o 0,4 25 10

'oliureano e&an"i"o 0,$8 24 9

-i#ra "e .i"rio 0,19 15 2,8

Aire 0,24 1,2 0,29


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3.7 CALOR Transferencia de Calor:‘Q’.

La cantidad de calor que hay que proporcionar a un cuerpo

para que su temperatura aumente en un número de unidades

determinado es tanto mayor cuanto más elevada es la masa de

dicho cuerpo y es proporcional a lo que se denominacalor

específico Cpde la sustancia de que está constituido

CALOR ABSORBIDO:Q = Cp x M x ∆T = Cp x M x (T2 – T1)

[Q]: Kcal, una 1 Kilocaloría es la cantidad de energía calorífica

que debe suministrarse a 1 Kgr de agua para que varíe sutemperatura en 1 ºC.


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Calor(video 13)•

• Contenido.

•Calor.

•Calor sensible.

•Calor específico.

•Calor específico soluciones azucaradas.

•Calor latente.


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• Calor.• El calor es la transferencia de energíaentre cuerpos diferentes, o zonasdiferentes de un mismo cuerpo, que seencuentran a distintas temperaturas.


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• El flujo de calor siempre ocurre desdeel cuerpo de mayor temperatura haciael cuerpo de menor temperatura.


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• El flujo de calor se mantiene hastaque ambos cuerpos, el de mayortemperatura inicial y el de menor

temperatura inicial, se encuentren enequilibrio térmico.


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• La transferencia de calor se puede dar pormecanismos diferentes, comoradiación,conducción y convección,dependiendo

del camino existente para la transferencia• En la mayoría de los procesos reales seencuentran presentes en mayor o menor

grado todos los mecanismos detransferencia de calor.

•


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• RADIACCION

• Es el calor emitido por un cuerpo debido a su temperatura, eneste caso no existe contacto entre los cuerpos, ni fluidosintermedios que transporten el calor. Simplemente por existirun cuerpo A (sólido o líquido) a una temperatura mayor que uncuerpo B existirá una transferencia de calor por radiación de Aa B.

• Para que este fenómeno se perciba es necesarioun cuerpo auna temperatura bastante elevada ya que la transferenciatérmica en este caso depende de la diferencia de temperaturas a

la cuarta potencia: Ta4-Tb4.


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• CONVECCION•

En este sistema de transferencia de calor interviene un fluido(gas o líquido) en movimiento que transporta la energíatérmica entre dos zonas.

• La transmisión de calor por convección puede ser:

• Forzada: a través de un ventilador (aire) o bomba (agua) semueve el fluido a través de una zona caliente y éstetransporta el calor hacía la zona fría.

• Natural: el propio fluido extrae calor de la zona caliente ycambia su densidad haciendo que se desplace hacía la zona

más fría donde cede su calor.


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•

CONDUCCION• Es la más sencilla de entender,consiste en la transferencia de calor

entre dos puntos de un cuerpo que seencuentran a diferente temperaturasin que se produzca transferencia demateria entre ellos.


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• El calor es parte de la energía internaque tienen los cuerpos

• La unidad de medida del calor en el SIes la misma unidad de la energía y deltrabajo: el julio(J).

• 1 caloría (cal) = 4,1868 julios (J)• 1 Btu = 252 calorías = 1055,056 J

• Btu: British thermal unit (unidad térmica británica


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Iideo 14

• Calor sensible.• Es la energía requerida por unasustancia para cambiar su temperaturasin afectar a su estructura molecular y,por lo tanto, su estado.


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• Para aumentar la temperatura de unasustancia es necesario aplicarle calor.Hay absorción de calor y por lo tanto

es un procesoendotérmico.


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• Para disminuir la temperatura de unasustancia es necesario retirarle calor.Hay desprendimiento de calor y por lo

tanto es un procesoexotérmico.


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• El nombre “sensible” (que se siente) lefue dado como oposición al nombredel calor “latente” (oculto, inactivo).


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• La cantidad de calor necesaria parasubir la temperatura de una sustanciaes directamente proporcional a:

• –la masa de la sustancia,

• –la diferencia de temperatura inicial yfinal de la sustancia,

• –una constante de proporcionalidad,llamadacalor específico.


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• Qs m · Cp · (t2 – t1)J

• Qs calor sensible a presión constante, J

• m masa de la sustancia, kg

• Cp calor específico a presión constante, J/(kg·K)

• t2 temperatura final, K

• t1 temperatura inicial, K


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• Cuando la temperatura de la sustanciaaumenta se transfiere energía a lasustancia y el calor Qs y el cambio de

temperatura ∆t se consideran positivos.•

• Cuando la temperatura de la sustancia

disminuye se extrae energía de lasustancia y el calor Qs y el cambio detemperatura ∆t se consideran negativos.


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• La misma masa de una sustancia con un calorespecífico mayor requerirá más energía que otrasustancia con calor específico menor para obtenerel mismo cambio de temperatura.

• El calor específico de una sustancia depende de sutemperatura, aunque en muchos procesos su

variación es tan pequeña que puede considerarseconstante.

• El calor específico del agua varía solo ~1 % entre 0 y 100 °C.


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• En las unidades inglesas de ingeniería el calorespecífico es la energía necesaria para elevar en 1°F la temperatura de una libra de agua

• En unidades inglesas el calor específico del agua es

1 Btu/(lb·°F).


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• Calor específico de soluciones azucaradas.• Existen dos ecuaciones que dan resultados adecuadospara calcular el calor específico de solucionesazucaradas.

• Cp = 1 – 0,006 · Brix

• Cp = 1 – [0,6 – 0,0018·t + 0,0008·(100 – Pza)]·(Brix/100

• Cp calor específico, caloría

•

t temperatura de la solución, °C• Pza pureza de la solución, %

• Brix brix de la solución, %


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• Cuál es la energía necesaria paraelevar la temperatura de 0,500 kg deagua en 10 °C?


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• Se tiene 1 kg de cada una de las sustancias siguientes a 15°C. A cada una se adicionó 100 J de calor. Organice lassustancias de menor a mayor temperatura final.

• Hierro

• Aire

• Azúcar