TERMODINÁMICA CLASE 3Conceptos

Elaboró: Efrén Giraldo MSc.

Revisó: Carlos A. Acevedo Ph.D

Contenido: Dimensión

Magnitud

Unidad

Sistema internacional de unidades

MasaPesoDensidadPeso específicoVolumenVolumen específicoGravedad específica

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CLIC: MEDIRVIDEO QUÉ ES MEDIR

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Figura 5. Para medir empleamos un patrón estandarizado.http://medidasnoconve.blogspot.com/2013/01/blog-post_2626.html

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CLIC: LA MEDIDAVIDEO: MAGNITUD

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Algunas propiedades básicas de la materia

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Un cuerpo tiene un volumen V, una masa m y un peso w:

Vol V: 3 dimensionesMasa m

w

Figura 1. La masa, el peso y el volumen de un cuerpo

Masa:𝑘𝑔

La masa es la medida de la cantidad desubstancia o materia de un cuerpo.

Se usa el kilogramo kg para denotar la masa.

También de puede decir que la masa es la relación entre la fuerza y la aceleración

(2 ley de Newton)

Kg =𝑁𝑠2

𝑚(1)

La Fuerza y el Peso

F= m*a (𝑘𝑔.𝑚

𝑠2) (2)

Fuerza necesariamente implica unamasa m (kg) multiplicada por unaaceleración (m/𝑠2) (2 ley de Newton)

El peso W es una fuerza de atracción gravitacional.

𝑊 = 𝑚𝑔 = 𝑘𝑔9,8𝑚

𝑠2(3)

16VIDEO: FUERZAVIDEO: FUERZA

Un Newton es la fuerza necesaria para

acelerar una masa de 1 kg en 1 𝑚

𝑠2

“1 Newton es aproximadamente el peso

de una manzana de 102 g”. (Cengel, 2007)

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Figura 2. Definición de 1 Newton. (Cengel, 2007)

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Figura 3. Relaciones de la unidades de masa y fuerza. (Cengel, 2007)

10 manzanas

4 manzanas1 manzana

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Figura 4. Algunas mujeres estarían felices en la Luna porque

allí pesarían seis veces menos que en la tierra. (Cengel,2007)

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La diferencia entre masa y peso esla gravedad. El peso es la fuerza conque la tierra atrae a una masa.

masa.g= w=mg (N) (4)

Si se tiene masa se multiplica por la

gravedad y da el peso.

Si se tiene peso se divide entre lagravedad g y da la masa

𝑾

𝒈= m (5)

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Cuando se pesa en una balanzaobtenemos el peso. Para calcular lamasa se divide por la gravedad.

La masa es la misma en cualquierlugar o planeta del universo

El peso es diferente, depende de laatracción gravitacional de cadaplaneta o cuerpo celeste.

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VIDEO: MASA Y PESO

Una masa de 10 kg pesaría:

𝑊 = 𝑚𝑔 = 10 𝑘𝑔. 9.8𝑚

𝑚2= 98 N

Un peso de 980 N tiene una masa de:

𝑚 =𝑊

𝑔=

980 𝑘𝑔.𝑚

𝑠29,8𝑚

𝑠2

= 100 kg

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La densidad: 𝜌 =

La densidad es la masa dividida entre el volumen.

O una masa determinada cuánto volumen ocupa.

Cuántos kg de cierta sustancia están en 1 𝑚3 .

O en un volumen unitario dado cuánta masa hay. La densidad también puede

darse en otras unidades como 𝑔

𝑐𝑚3, 𝑘𝑔

𝑙…

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𝑚𝑎𝑠𝑎

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛

𝑘𝑔

𝑚3(6)

Densidad de algunas sustancias

Densidad del ai𝑒:0,00118 𝑔

𝑐𝑚3 =1,18 𝑘𝑔

𝑚3

Densidad del agua:1 𝑔

𝑐𝑚3 =1000 𝑘𝑔

𝑚3

Densidad del cuerpo humano:0,95 𝑔

𝑐𝑚3 =950 𝑘𝑔

𝑚3

Densidad de la sangre1,06 𝑔

𝑐𝑚3 =1060 𝑘𝑔

𝑚3

Densidad de mercurio13,6 𝑔

𝑐𝑚3 =13600 𝑘𝑔

𝑚3

Densidad del hierro7,8 𝑔

𝑐𝑚3 =7800 𝑘𝑔

𝑚3

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Entre más densa una sustancia, más

moléculas tiene en un volumen dado.

La expresión de la masa en función dela densidad y el volumen se empleafrecuentemente:

𝑚 = 𝜌V (7)

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DENSIDAD y VOLUMEN ESPECÍFICO

DENSIDAD y PESO ESPECÍFICO

Volumen específico: v

Si el volumen se divide entre la masa setiene:

𝑉

𝑚= v (

𝑚3

𝑘𝑔) (8)

Es volumen por unidad de masa.

Los metros cúbicos que ocupa 1 kg de unasustancia dada.

Es propio de cada sustancia, por eso se denominaespecífico.

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La densidad y el volumen específico son inversos

𝜌 =𝑚

𝑉(𝑘𝑔

𝑚3) (6)

v =𝑚3

𝑘𝑔(𝑚3

𝑘𝑔) (8)

𝜌= 1

v(9)

Comparando las ecuaciones (6) y (8), se observa que

son inversas.

Es la relación entre el peso W (N) yel volumen de una sustancia:

𝛾=𝑊

𝑉=

𝑚𝑔

𝑉(𝑁

𝑚3) (10)

Es el peso que hay en un metro cúbicode un cuerpo o sustancia. Es una fuerzapor unidad de volumen. Newton pormetro cúbico

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El peso específico:𝛾

El peso específico es igual a densidad multiplicada por la gravedad:

𝛾 = 𝜌𝑔 11

Expresión que se debe memorizarporque es de amplio uso.

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La gravedad específica o densidad relativa es

una comparación de la densidad de una

substancia con la densidad del agua.

También del peso específico de la sustancia

con el peso específico del agua

Gravedad específica o densidad relativa

Gravedad específica:𝑔𝑠

𝑔𝑠: 𝜌𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎=

𝛾𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑔𝑠: 𝜌𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

1000 𝑘𝑔/𝑚3 =𝛾𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

9,8 𝑘𝑁/𝑚3

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