Trabajo Y Calor

Definición De Trabajo

El trabajo es la cantidad de energía transferida de un sistema a otro mediante una fuerza cuando se produce un desplazamiento. Vamos a particularizar la expresión general del trabajo para un sistema termodinámico concreto: un gas encerrado en un recipiente por un pistón, que puede moverse sin rozamiento.

Por efecto de la presión (p) ejercida por el gas, el pistón sufre una fuerza F que lo desplaza desde una posición inicial (A) a una posición final (B), mientras recorre una distancia dx.

A partir de la definición de presión, se puede expresar F y el vector desplazamiento dl en función de un vector unitario u, perpendicular a la superficie de la siguiente forma:

Calculamos el trabajo realizado por el gas desde el estado A al estado B en este proceso:

El producto S dx es la variación de volumen (dV) que ha experimentado el gas, luego finalmente se puede expresar:

Tipos De Trabajo Y Sus Definiciones

Otras formas de trabajo

El trabajo mecánico, sea realizado por una fuerza F o mediante una presión aplicada, es solo uno de los tipos de trabajo posibles. En termodinámica, toda transferencia de energía que no se debe a una diferencia de temperaturas, es una forma de trabajo. Usualmente se asocia a algún tipo de movimiento macroscópico en el sistema. Entre otras posibles formas de trabajo tenemos:

Trabajo Eléctrico

Cuando tenemos un dispositivo, como una resistencia eléctrica, entre cuyos extremos existe una diferencia de potencial y por el cual pasa una carga de Q, se realiza un trabajo sobre el sistema

La cantidad de carga que pasa por un elemento de circuito en un tiempo dt se puede obtener a partir de la intensidad de corriente

En el caso particular de una resistencia eléctrica, se verifica la ley de Ohm,

Trabajo De Rotación

La mayoría de los motores funcionan mediante un eje rotatorio. En este caso, el trabajo realizado es proporcional al ángulo girado

siendo M la componente del momento de las fuerzas en la dirección del eje de giro. Si conocemos la velocidad angular con la que gira al eje podemos sustituir el ángulo girado

Trabajo Sobre Una Superficie

Cuando una superficie (como una lámina de goma o una pompa de jabón) se estira o contrae, se realiza trabajo sobre ella, de manera análoga al caso de la compresión de un volumen. La expresión correspondiente para el trabajo es

siendo σ una propiedad del sistema conocida como tensión superficial, análoga a la presión.

Unidades De Medida En El Sistema Internacional.

Es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en casi todos los países.

Es el heredero del antiguo Sistema Métrico Decimal y es por ello por lo que también se lo conoce como «sistema métrico», especialmente en las personas de más edad y en pocas naciones donde aún no se ha implantado para uso cotidiano.

El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas (fundamentales), que expresan magnitudes físicas. A partir de estas se determinan las demás (derivadas):

Magnitud física básica Símbolo dimensional Unidad básica Símbolo de la unidad Definición

Longitud

L metro

m Longitud que en el vacío recorre la luz durante un 1/299 792 458 de segundo.

Tiempo

T segundo

s Duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación de transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.

Masa

M kilogramo

kg Masa de un cilindro de diámetro y altura 39 milímetros, aleación 90% platino y 10% iridio, ubicado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, en Sèvres, Francia. Aproximadamente la masa de un litro de agua pura a 14'5 °C o 286'75 K.

Intensidad de corriente eléctrica

I amperio

A Un amperio es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2 • 10-7 newtons por metro de longitud.

Temperatura

Θ kelvin

K 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Es el cero absoluto en escala Kelvin (=-273,16 grados centígrados).

Cantidad de sustancia

N mol

mol Cantidad de materia que hay en tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kg. del isótopo carbono 12. Si se emplea el mol, es necesario especificar las unidades elementales: átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos específicos de tales partículas.

Véase masa molar del átomo de 12C a 12 gramos/mol. Véase número de Avogadro.

Intensidad luminosa

J candela

cd Intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 5,4 • 1014 hercios y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 vatios por estereorradián.

Véanse lumen, lux, iluminación física.

Las unidades pueden llevar Prefijos del Sistema Internacional, que van de 1000 en 1000: múltiplos (ejemplo kilo indica mil; 1 km= 1000 m), submúltiplos (ejemplo mili indica milésima; 1 mA=0,001 A).

Múltiplos (en mayúsculas): kilo(K), Mega(M), Giga(G), Tera(T), Peta(P) , Exa(E) , Zetta(Z), Yotta(Y).

Submúltiplos (en minúsculas): mili(m), micro(mu griega), nano(n), pico(p), femto(f), atto(a), zepto(z), yocto(y).

Unidades De Medida En El Sistema Ingles.

Es un sistema de medidas que proviene de Inglaterra, producto de una combinación entre los sistemas romanos y anglosajones de mediciones. El nombre de "imperial" proviene del uso oficial del sistema en el imperio británico, desde 1824 cuando fue definido; más adelante fue redefinido, y en realidad hablar del sistema imperial hoy en día no tiene mucho sentido, salvo por el nombre, y por eso genéricamente hablamos del sistema inglés, para referirnos a las unidades en uso tanto en los Estados Unidos, Inglaterra y otros países.

UNIDADES DE LONGITUD

1 pie – foot = 0,3048 metros = 30,48 cms

1 pulgada – inch = 2,54 cms

1 yarda - yard = 3 pies = 0,9144 metros

1 milla – mile = 1760 yardas = 1609 metros

1 milla nautica - nautical mile = 6080 pies = 1853,184 mts

1 braza náutica - fathom = 1829 metros

UNIDADES DE PESO

1onza - ounce = 28,35 gramos

1 libra - pound = 16 onzas = 453,6 grs

UNIDADES DE SUPERFICIE (ÁREA)

1 pulgada cuadrada - square inch = 6.4516 cmt cuadrado

1 pie cuadrado - square foot = 0.0929 mt cuadrado

1 yarda cuadrada - square yard = 0.836 mt cuadrado

1 Acre = 0.4047 Hectárea*

1 milla cuadrada - square mile = 2.589 Km cuadrado

* una hectárea son 10.000 metros cuadrados

UNIDADES DE SUPERFICIE VOLUMEN

1 pulgada cubica - cubic inch = 16.387 cm cubico

1 pie cubico - cubic foot = 0.028 mt cubico

1 galón inglés - UK gallon = 4.546 litros

1 galón USA - US gallon = 3.785 litros

1 pie cubico - cubic foot = 28.317 litros

Equivalencia Entre Unidades Inglesas.

EQUIVALENCIAS DE LONGITUD

Magnitud Equivalencia

1 Pulgada 2,54 cm

1 Pie 30,48 cm

1 Yarda 0,9144 m

1 Milla 1,609 km

1 Milla naútica 1,852 km

EQUIVALENCIAS DE SUPERFICIE

Magnitud Equivalencia

1 Area 100 m2

1 Hectárea 10.000 m2

1 Pulgada cuadrada 6,4516 cm2

1 Pie cuadrado 0,0929 m2

1 Yarda cuadrada 0,836 m2

1 Acre 0,4047 Ha

1 Milla cuadrada 2,589 km2

EQUIVALENCIAS DE VOLUMEN

Magnitud Equivalencia

1 Litro 1.000 cm3

1 Pulgada cúbica 16,387cm3

1 Pie cúbico 28,32 l

1 Galón inglés 4,546 l

1 Galón US 3,785 l

1 Yarda cúbica 764,6 l

1 Pinta americada 0,473 l

Equivalencia Entre Unidades Inglesas E Internacional

Conversión de unidades métricas a inglesas:

1 metro = 39,37

3,28083

1,09361

1000

100

10

0,001 pulgadas

pies

yardas

milímetros

centímetros

decímetros

kilómetro in

ft

yd

mm

cm

dm

km (inch)

(feet)

(yard)

-

-

-

-

1 centímetro = 0,3937

0,0328083

10

0,01 pulgada

pie

milímetros

metro in

ft

mm

m (inch)

(feet)

-

-

1 milímetro = 0,03937

0,001 pulgada

metro in

m (inch)

-

1 kilómetro = 3 280,83

1 093,61

0,62137

1 000 pies

yarda

milla

metros ft

yd

mi

m (feet)

(yard)

(mile)

-

Conversión de unidades inglesas a métricas:

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