Conceptos básicos

Modulo 12 Semana 3 Una ley de los gases

¿Que hacer?

Lee el siguiente problema.

¿Por qué los alimentos se cuecen más rápido en una olla de presión?

En una olla normal con tapa, los alimentos reciben la presión atmosférica (1atm), y se logra una temperatura máxima de ebullición del agua, 100°C.

Para que el agua hierva a 100°C, el evento se realiza a nivel del mar (1 atm), si el experimento se llevara a cabo a una mayor altitud, tanto la presión atmosférica como el punto de ebullición disminuirían.

En una olla de presión, la presión que reciben los alimentos es mayor a la atmosférica (1 atm), a esta se agrega la presión por la acumulación de vapor de agua y el aumento en la temperatura de ebullición de 100°C. En un corto tiempo la presión total equivale a dos atmósferas (2 atm) y se mantiene constante debido a la válvula de seguridad que regula la salida de vapor cuando la presión sobrepasa cierto valor. Es por esto que se logra un cocimiento más rápido y por tanto un ahorro de energía.

La gráfica que relaciona la presión y la temperatura de una olla a presión no siempre es una recta, pero en la zona en que funciona normalmente podemos considerar que si lo es.

Al colocar un manómetro en una olla a presión, se obtuvo el siguiente resultado:

 

Temperatura (°C)	Presión (Pa)
25	101,000

<!--[if !mso]-->

<!--[endif]--> El manómetro es un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados.     <!--[if !mso]-->

< !--[endif]--> Convierte T (°C) a K

K = °C + 273.15

Temperatura (oC)	Temperatura (K)
25	298.15
105	378.15
115	388.15
125	398.15
135	408.15

Calcula la Presión (Pa) en función de la temperatura en K

 

                                                                           

Temperatura (°C)	Temperatura (K)	Presión (Pa)
25	298.15	101000
105	378.15	128227.28
115	388.15	131618.19
125	398.15	135009.10
135	408.15	138263.10

 

                                              

                                          

Grafica los datos de la tabla del inciso 3.

 

5.   El funcionamiento de olla de presión es proporcional entre estos valores de presión y temperatura, como el volumen de la olla no cambia, ¿qué ley se puede aplicar para entender su comportamiento? Explica brevemente tu respuesta.

La ley de Gay-Lussac es aplicada en la vida normal por ejemplo en las ollas a presión (V=constante, al aumentar la temperatura de la olla, el gas en el interior elevara su presión).

El volumen de la ola no cambia, al incrementarse la temperatura y no dejar escapar su vapor aumenta la presión y chocan con más frecuencia los átomos y moléculas de gas contenida en ella, esto hace que el tiempo se cocción sea menor.

Modulo 12 Semana 3 Ley general de los gases

¿Qué hacer?

 

     Lee el siguiente problema.

La parte interior de un neumático de automóvil está bajo una presión manométrica de 32 Pa a 7°C y un volumen de 20 litros de aire. Después de varias horas, la temperatura del aire interior sube a 294.57 K y su volumen aumenta un 11%.

Al aplicar las leyes de los gases, las unidades de las variables Presión y Volumen, pueden ser las que sean, siempre y cuando sean congruentes, las unidades de la Temperatura siempre deben ser Kélvines.

<!--[if !supportLists]-->     2 . Calcula la temperatura final en °C y el volumen final en litros. Integra en tu documento el procedimiento para la resolución del problema.

                                                                             

                Por lo tanto, en 294.15K hay 21.42°C

Para resolver la actividad recuerda:

<!--[if !supportLists]-->    a.       <!--[endif]-->Primero se debe convertir la temperatura de °C a °K.

<!--[if !supportLists]-->    b.       <!--[endif]-->Luego, se busca la P2, entonces al despejar y sustituir valores se obtiene el resultado.

                                                                                              

                                         

                                

 

<!--[if !supportLists]-->      3.       <!--[endif]-->Responde lo siguiente: ¿Cuál es la nueva presión manométrica?

La presión manométrica es de 30.3127Pa

<!--[if !supportLists]-->      4.       <!--[endif]-->Explica ¿A qué se refiere la ley general de los gases?

Los gases perfectos obedecen a tres leyes bastante simples, que son la Ley de Boyle, la ley de Gay-Lussac y la Ley de Charles. Estas leyes son formuladas según el comportamiento de tres grandezas que describen las propiedades de los gases: volumen, presión y temperatura absoluta.

 

Modulo 12 Semana 1 Bernoulli

¿Qué hacer?

Resuelve el siguiente problema.

Al medir la cantidad de agua que sale de una manguera, se identifica que una cubeta de 10 litros se llena en aproximadamente 18 segundos:

a) Calcula el volumen de la cubeta en metros cúbicos (1 m³ = 1000 L). Primero desarrolla detalladamente la conversión.

---

b) Calcula cuántos metros cúbicos salen por la manguera cada segundo. Desarrolla y escribe las operaciones que estás realizando para llegar al cálculo. El cálculo anterior es el gasto (G=V/t) que fluye por la manguera.

---

Considera que la manguera tiene un radio interior de 2.8 centímetros (28 mm).

c) Calcula el área de una sección transversal de la manguera.

---

d) Utilizando la expresión del gasto, calcula la velocidad con que el agua sale de la manguera. De G=v^*A; tenemos que:

---

e) Ahora, le pones un dedo en la salida del agua y dejas cubierta la mitad de dicha salida ¿qué área tendrá ahora la salida? Desarrolla la expresión y el resultado.

Área completa:

---

f) Calcula la nueva velocidad de salida del agua (comprenderás por qué es tan divertido poner el dedo en la salida de las mangueras)

---

Finalmente, escribe una reflexión en la que respondas lo siguiente: 
¿Cuál principio o principios utilizaste para responder la actividad (Arquímedes, Pascal, Bernoulli y Torricelli)? Explica de manera general el procedimiento que llevaste a cabo para responderla.

Se utiliza el principio de Bernoulli dado que se hacen una ecuación de continuidad. Como que el Gasto (con la variable G) es la constante de la velocidad del chorro variando conforme a la dimensión de la salida de la manguera

Modulo 12 Semana 4 Conceptos básicos

Comenzado el	martes, 13 de junio de 2017, 12:03
Estado	Terminado
Finalizado en	martes, 13 de junio de 2017, 12:06
Tiempo empleado	2 minutos 57 segundos
Puntos	7/7
Calificación	10 de un total de 10 (100%)

Información

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Texto informativo

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Pregunta 1

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Texto de la pregunta

En la presión hidrostática es fundamental considerar la altura del recipiente pues la presión hidrostática (Ph) es la presión que origina un líquido. Por ejemplo, los buzos entre más profundos estén recibirán mayor presión hidrostática, ya que la densidad media del mar es 1 027 kg/m3, es decir, es más densa que el agua dulce.

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Falso

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La respuesta apropiada es 'Verdadero

Pregunta 2

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Texto de la pregunta

Energía se define como la energía que posee un líquido que se encuentra a cierta altura respecto a una referencia.

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Falso 

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La respuesta apropiada es 'Falso

Pregunta 3

Correcta

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Texto de la pregunta

Un objeto cualquiera tiene un peso, que es la fuerza con la que es jalado (hacia abajo) por la gravedad. Pero al mismo tiempo, el objeto recibirá por parte del líquido en el que se sumergió una fuerza que lo empuja hacia arriba. Esa fuerza es el empuje; el empuje es la suma de las fuerzas que actúan desde el fluido hacia el objeto.

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Falso

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La respuesta apropiada es 'Verdadero

Pregunta 4

Correcta

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Texto de la pregunta

El principio de Bernoulli indica que cuando se sumerge un cuerpo en un fluido, experimentará un empuje vertical y hacia arriba que será igual al peso del fluido que se desaloje.

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Falso 

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La respuesta apropiada es 'Falso

Pregunta 5

Correcta

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Texto de la pregunta

El principio de Pascal menciona que “la presión ejercida sobre un fluido (en equilibrio y que no puede comprimirse) dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido”.

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Pregunta 6

Correcta

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Texto de la pregunta

La energía cinética es la que posee un cuerpo en movimiento y es directamente proporcional a la masa del cuerpo y al cuadrado de la velocidad a la que se mueve.

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Pregunta 7

Correcta

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Texto de la pregunta

Para los fluidos en movimiento, el principio de Bernoulli es fundamental. Quiere decir que al circular un fluido (un gas, agua, aire, etc.) la energía por unidad de masa (por lo que en las expresiones de las energías no aparece la m) permanece constante.

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Verdadero 

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