LOS MÉTODOS DE LA FÍSICA

MÁQUINAS TÉRMICAS ·          Una máquina térmica es un dispositivo cuyo objetivo es convertir calor en trabajo. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire, gasolina) que realiza una serie de transformaciones termodinámicas de forma cíclica, para que la máquina pueda funcionar de forma continua. A través de dichas transformaciones la sustancia absorbe calor (normalmente, de un foco térmico) que transforma en trabajo. ·        Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina.  El desarrollo de la Termodinámica y más en concreto del Segundo Principio vino motivado por la necesidad de aumentar la cantidad de trabajo producido para una determinada cantidad de calor absorbido.  Absorbe una cantidad de calor Q1 de un foco caliente a una temperatura T1

ENERGÍA INTERNA ·          La energía interna se define como la energía asociada con el movimiento aleatorio y desordenado de las moléculas. Está en una escala separada de la energía macroscópica ordenada, que se asocia con los objetos en movimiento. Se refiere a la energía microscópica invisible de la escala atómica y molecular.  ·    La energía interna, de acuerdo al Primer Principio de la Termodinámica, se entiende como aquella vinculada con el movimiento aleatorio de las partículas dentro de un sistema. Se distingue de la energía ordenada de los sistemas macroscópicos, asociada a los objetos en movimiento, en que refiere a la energía contenida por los objetos en una escala microscópica y molecular.         La U es el símbolo común más usado para representar la energía interna´. VARIACIÓN DE ENERGÍA TÉRMICA La energía interna de los sistemas de partículas puede variar, independientemente de su posición espacial o forma adquirida (en el caso de

EQUILIBRIO TÉRMICO El equilibrio térmico es aquel estado en el cual se igualan las temperaturas de dos cuerpos, las cuales, en sus condiciones iniciales presentaban diferentes temperaturas. Una vez que las temperaturas se equiparan se suspende el flujo de calor, llegando ambos cuerpos al mencionado equilibrio término. Cuando dos sistemas se encuentran en contacto mecánico directo, se dirá que ambos están en contacto térmico. Mientras tanto, al cabo de un tiempo, aunque los dos sistemas que se hallan en contacto térmico se encuentren dispuestos de tal manera que no puedan mezclarse o aunque estén colocados en el interior de un espacio en el cual es imposible que intercambien calor con el exterior, indefectiblemente, alcanzarán el estado de equilibrio térmico. A un nivel macroscópico, la situación de dos sistemas en contacto térmico podrá interpretarse porque las partículas de la superficie de interface de los dos sistemas son capaces de interactuar entre sí; lo que se ver

CAMBIOS DE ESTADO Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro, decimos que ha cambiado de estado. En física y química se define cambio de estado como la evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición. Los cambios que se presentan en la materia son: fusión, vaporización, cristalización, solidificación, sublimación y condensación. FUSIÓN: Si se calienta un sólido, llega un momento en que se transforma en líquido. Este proceso recibe el nombre de fusión. El punto de fusión es la temperatura que debe alcanzar una sustancia sólida para fundirse. Cada sustancia posee un punto de fusión característico. Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura es 0 °C a la presión atmosférica normal. VAPORIZACIÓN: Si calentamos un líquido, se transforma en gas. Este proceso recibe el nombre de vaporización o evaporación. Cuando la vaporización tiene lugar en toda la masa de líquido, for

TRANSMISIÓN DE CALOR Transferencia de calor, en física, es el proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.

PROCESOS TERMODINÁMICOS Se define como el campo de la física que describe y relaciona las propiedades físicas de sistemas macroscópicos de materia y energía. Los principios de la termodinámica tienen una importancia fundamental para todas las ramas de la ciencia y la ingeniería. En física, se denomina proceso termodinámico a la evolución de determinadas magnitudes (o propiedades) propiamente termodinámicas relativas a un determinado sistema físico. Desde el punto de vista de la termodinámica, estas transformaciones deben transcurrir desde un estado de equilibrio inicial a otro final; es decir, que las magnitudes que sufren una variación al pasar de un estado a otro deben estar perfectamente definidas en dichos estados inicial y final. De esta forma los procesos termodinámicos pueden ser interpretados como el resultado de la interacción de un sistema con otro tras ser eliminada alguna ligadura entre ellos, de forma que finalmente los sistemas se encuentren en equilib

CALOR El calor es aquello que siente un ser vivo ante una temperatura elevada. La física entiende el calor como la energía que se traspasa de un sistema a otro o de un cuerpo a otro, una transferencia vinculada al movimiento de moléculas, átomos y otras partículas.   Energía que se manifiesta por un aumento de temperatura y procede de la transformación de otras energías; es originada por los movimientos vibratorios de los átomos y las moléculas que forman los cuerpos. Las moléculas de un sistema se agitan con cierta velocidad, además giran y vibran de manera irregular y todo este movimiento les confiere una  energía cinética  que es la parte de la  energía interna  que es  energía sensible , porque la velocidad promedio de las moléculas es proporcional a la  temperatura , que es lo que podemos percibir. EFECTOS DEL CALOR SOBRE LOS CUERPOS Cuando damos calor a un cuerpo, variamos su temperatura y por tanto variamos su tamaño o su estado. Los efectos que

La dilatación en Física es el aumento de un cuerpo en su volumen, éste se hace más grande (más largo o ancho, o ambas cosas). La dilatación puede ocurrir por una variación de temperatura a presión constante. Esto se conoce como dilatación térmica. Cuando un cuerpo sólido (sobre todo plano) se calienta, se dilata en largo y ancho aumentando su superficie, pues el calor otorga a sus moléculas energía, lo que las hace vibrar intensamente, necesitando entre ellas un espacio mayor. El coeficiente medio de dilatación superficial es el aumento de su unidad de superficie, al aumentar su temperatura en un grado. La dilatación lineal (aumento de longitud) en un cuerpo alargado, es proporcional al aumento de temperatura en pequeños intervalos La dilatación de los gases es mucho mayor que la que sufren los líquidos o los sólidos.  El agua presenta particularidades en su dilatación, pues al solidificarse, aumenta su volumen y disminuye su densidad. Cuando alcanza los 10 º C se equipara

La Temperatura es una  magnitud que mide el nivel térmico o el calor que un cuerpo posee.  Toda sustancia en determinado   estado  de agregación (sólido, líquido o gas), está constituida por  moléculas que se encuentran en continuo movimiento.  La suma de las energías de todas las moléculas del cuerpo se conoce como  energía térmica ; y  la temperatura es la medida de esa energía promedio. La temperatura se mide con un aparato de precisión llamado  termómetro , el cual se basa del  volumen de una masa fija de fluido, que suele ser mercurio o alcohol.  Estos elementos bajan o suben en una escala graduada cuando la temperatura disminuye o aumenta, respectivamente. Actualmente se utilizan tres escalas de temperatura;  grados Fahrenheit (ºF), Celsius (ºC) y Kelvin (ºK).  Para poder convertir las temperaturas en sus distintas representaciones, se utilizan fórmulas de equivalencia:

El  teorema de Torricelli  es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un orificio, bajo la acción de la gravedad. A partir del  teorema de Torricelli  se puede calcular el caudal de salida de un líquido por un orificio. donde: {\displaystyle \ V_{t}}  es la  velocidad  teórica del líquido a la salida del orificio {\displaystyle \ v_{0}}  es la velocidad de aproximación o inicial. {\displaystyle \ h}  es la  distancia  desde la superficie del líquido al centro del orificio. {\displaystyle \ g}  es la  aceleración de la gravedad . EXPERIMENTO DE LA REPRESENTACIÓN DEL TEOREMA DE TORRICELLI

GASTO VOLUMÉTRICO Es el volumen de un fluido que pasa por una superficie en un tiempo dado. Se representa con la letra Q. Algunos ejemplos de medidas de caudal volumétrico son: los  metros cúbicos por segundo  ( m 3 /s , en unidades básicas del  Sistema Internacional)  y el  pie cúbico por segundo  ( cu ft/s  en el sistema inglés de medidas). TEOREMA DE BERNOULLI Y ECUACIÓN DE CONTINUIDAD Describe el comportamiento de un  fluido en reposo  moviéndose a lo largo de una  corriente de agua . Fue expuesto por  Daniel Bernoulli y este  expresa que en un fluido ideal (sin  viscosidad  ni  rozamiento ) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la  energía  que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes: *Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido. *Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea. *Energí