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Módulo IIMódulo IIClase introductoriaClase introductoria
ESTADOS DE LA MATERIAESTADOS DE LA MATERIA
• SÓLIDOS
• LÍQUIDOS
• GASES
FLUIDOS:¿POR QUÉ?
SÓLIDOS:• forma y volumen propios• ante la aplicación de una fuerza externa:
– se mueven– se deforman
FLUIDOS:• forma del recipiente que los contiene• ante la aplicación de una presión externa:
– se mueve FLUYE– su superficie puede deformarse
según cómo se aplica
según cómo se aplica
SUSTANCIA ESTADO (kg/m3) (moléc/m3)
Aire Gas 1.3 2.7 . 1025
Helio Gas 0.18 2.7 . 1025
Hidrógeno Gas 0.09 2.7 . 1025
Oxígeno Gas 1.43 2.7 . 1025
Mercurio Líquido 14000 4.2 . 1028
Agua Líquido 1000 3.3 . 1028
Hielo Sólido 920 3.1 . 1028
Aluminio Sólido 2700 6.0 . 1028
CONSTANTE FÍSICACONSTANTE FÍSICA
Propiedad física cuantificable en condiciones experimentales bien definidas.
A su vez, puedeseguir una función
con respecto a alguna variable experimental
(P, T, etc)
densidadviscosidadtensión superficialíndice de refracciónpunto de fusión, etc.
MATERIALORIGINAL
MATERIAL DEFORMADO
FUERZA
PROCESO REVERSIBLE
PROPIEDADES ELÁSTICASPROPIEDADES ELÁSTICAS
Ruptura
Esfuerzo
deformación
Región elástica Deformación proporcional a la “fuerza”
ESFUERZO FUERZA
ÁREA
DEFORMACIÓN forma
forma inicial
MÓDULO ELÁSTICO k = ESFUERZO
PARÁMETROS
Deformación = Esfuerzo / k
el esfuerzo y la deformación son directamente proporcionales
DEFORMACIÓN
¿CÓMO SE PUEDE APLICAR LA FUERZA DEFORMANTE? ¿QUÉ ESFUERZO SE GENERARÁ?
ESFUERZO DE COMPRESIÓNPRESIÓN Volumen
ESFUERZO DE TORSIÓN
MOMENTO TORSOR torsión ESFUERZO TANGENCIAL:TENSIÓN DE CORTE Forma
ESFUERZO DE TRACCIÓN:TENSIÓN TENSIL Longitud
CLASIFICACIÓN DE LOS MÓDULOS ELÁSTICOSCLASIFICACIÓN DE LOS MÓDULOS ELÁSTICOS
MÓDULO DE YOUNG =
MÓDULO DE CORTE = =
MÓDULO DE VOLUMEN = = =
MÓDULO ELÁSTICO = ESFUERZO
F / A
L / LO
F / A x / L
F / A
tg
V / VO V / VO / O
AF
x
L
F / A PRESIÓNPRESIÓN
MÓDULO DE YOUNG PARA UN MÓDULO DE YOUNG PARA UN ESFUERZO DE TRACCIÓN ( N . m ESFUERZO DE TRACCIÓN ( N . m -2-2))
Acero 20 . 1010
Aluminio 7 . 1010
Caucho 1 . 106
Cobre 11 . 1010
Hierro 19 . 1010
Hueso 1.6 . 1010
Latón 9 . 1010
Plomo 1.6 . 1010
Tungsteno 36 . 1010
Vidrio 7 . 1010
Lo : 0.72 mmLf : 1.39 mm : 0.13 mm
m = 2.4 g
Calcular: tensión, esfuerzo y módulo de Young.Para un tendón elástico de pata de saltamonte, que posee una proteína flexible llamada RESILINA
TAREA PARA EL HOGAR
SUSTANCIA ESTADO MÓDULO DE VOLUMEN (N/m2)
Aluminio Sólido 7.5 . 1010
Oro Sólido 16.5 . 1010
Cobre Sólido 14.0 . 1010
Acero Sólido 17.0 . 1010
Vidrio Sólido 5.0 . 1010
Agua Líquido 2.2 . 109
Etanol Líquido 9 . 108
Mercurio Líquido 2.5 . 1010
MÓDULOS DE VOLUMENMÓDULOS DE VOLUMEN
Profundidad : 2 kmPresión : 200 Patm
Si el módulo de compresibilidad del agua es 0.22 . 1010 N / m2
¿cuál es el cambio de volumen de una masa de agua que ocupa1 m3 en la superficie?
TAREA PARA EL HOGAR
REPASO
MECÁNICA DE FLUIDOS
HIDROSTÁTICA
PRESIÓN
P = F cos α / A
Unidades:
[P] = N / m2 (pascal)
[P] = dyn / cm2 (baria)
A
F
F cos
PRESIÓN =A
F
45º
¿CUÁNTO VALE EN CADA CASO?
F
F
F
VARIACIÓN de la PRESIÓN con la PROFUNDIDAD
P = P0 + h
Presión a una profundidad h
PRESIÓNPRESIÓN HIDROSTÁTICAHIDROSTÁTICA
¿CUÁNTO VALE LA PRESIÓN EN EL FONDO EN CADA CASO?
1 m
10 cm
1 m
1 m
1 m
10 cm
2 m
P = h P = h **
PRINCIPIO de PASCAL
Presión atmosférica:
es la que ejerce la atmósfera o aire sobre la Tierra
Experiencia de Torricelli
¿Por qué el mercurio no descendió más?
Presión atmosférica normal:es equivalente a la ejercida por una columna de mercurio de
• 76 cm de altura
• a 0ºC
• a nivel del mar, a 45 º de latitud ( g normal)
Patm= Hg h Hg = 13,6 g/cm3 . 980 cm/s2 . 76cm =
= 1,01293 106 dina/cm2 = 1,01293 105 N/m2 = 101.293 Pa = 1 atm
PatmVacio Vacio
Manómetro de tubo abierto
P=Patm+. h
Manómetro de tubo cerrado
P=. h
Barómetro de Fortín
Patm=.h
PresiónP
PresiónP hh
h
Referencia
Escala
MEDICIÓN DE PRESIÓN
h h
Barómetro de Fortín
• En los lugares más profundos de la atmósfera, es decir a nivel del mar, el aire es más denso, y a medida que subimos se va enrareciendo (disminuye la presión), hasta que se desvanece a unos 40 Km. de altura. La capa baja, la troposfera, presenta las condiciones necesarias para la vida y es donde se producen los fenómenos meteorológicos. Mide 11 Km. y contiene el 80 % del aire total de la atmósfera
• La presión atmosférica ha sido determinada en alrededor de un kilo por centímetro cuadrado de superficie pero, sin embargo, no lo notamos (motivo por el cual, por miles de años, los hombres consideraron al aire sin peso).
¿Cómo es que los animales y las personas que están en la Tierra pueden soportar tamaña presión?
• El aire ejerce su presión en todas direcciones (como todos los fluidos y los gases), pero los líquidos internos de todos esos seres ejercen una presión que equilibra la presión exterior
Mecanismo de esterilización por vacío: para eliminar los microorganismos de una muestra se la coloca en un recipiente del cual se extrae el aire.
La presión exterior se reduce y los fluidos internos de las bacterias, que estaban sometidos a la presión atmosférica, se expanden, haciendo que éstas “se rompan”.
Empuje = Fb - F = P x A
= x h x A
= x (h2 –h1) x A
Empuje = x V
Peso del volumen del fluido desplazado por el cuerpo (Principio de Arquímedes)P origina una fuerza hacia
arriba: Empuje
cc
El por qué del empuje y el Principio de Arquímedes
contrapeso
¿Qué sucederá si colocamos el cuerpo colgante en una probeta llena de líquido?
¿Cómo volver al equilibrio?
=
Se pesa el volumende líquido desalojado
Se colocan pesaspara equilibrar losmomentos
LOS PESOS SON IGUALES
ARQUÍMEDES
Trabajos prácticos de Módulo II
DENSIDAD VISCOSIDAD
MÉTODOS PARA DETERMINARLAS
TENSIÓN SUPERFICIAL
Métodos para medir DENSIDAD
LÍQUIDO SÓLIDO
BMW PICNOMETRÍAAREOMETRÍA
Fundamentos-procedimientos-expresión de resultados
MÉTODOS PARA DETERMINAR el coeficiente de TENSIÓN SUPERFICIAL
Tensiómetro deLecompte Du Nöuy
Estalagmometría
Fundamentos-procedimientos-expresión de resultados
MÉTODOS PARA DETERMINAR el coeficiente de VISCOSIDAD
VISCOSIMETROCAPILAR
METODO deSTOKES
Fundamentos-procedimientos-expresión de resultados
