Termodinámica

Existen diversas fuerzas actuantes en los cuerpos, por ejemplo cuando pones en contacto un sólido con otro ejerciendo una fuerza tratando de penetrarlo, esté ultimo sufre un efecto de deformación generalmente muy insignificante a la vista. Por otro lado, al encerrar un fluido en un recipiente, este ejerce una fuerza sobre las paredes de dicho recipiente, provocando una cierta deformación, dado que al no tener forma propia toman la del recipiente que lo contiene. El efecto que causa este conjunto de fuerzas depende de cómo esta es aplicada y de cómo se reparte en el cuerpo. La presión es la magnitud que mide esta capacidad de penetración o deformación.

En términos generales podemos definir el concepto de presión como la cantidad de fuerza ejercida perpendicularmente sobre cada unidad de área de cierta superficie de interés, así cuanto mayor sea la fuerza que actúa sobre dicha superficie mayor será la presión y del lado contrario cuanto menor sea, menor será la presión; termodinámicamente hablando, la presión es la cantidad de fuerza que actúa por unidad de área sobre las fronteras de un sistema

Cuando la Fuerza se aplica de manera uniforme sobre una superficie plana, podemos expresar esta magnitud de la siguiente manera:

p=F/S o p=F/A

Donde:

p = Presión

F = Fuerza

S= Superficie o A = área

Por otro lado, tomando un caso general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no está distribuida uniformemente en cada punto, la presión se define como:

p=dF/dA*n

Donde:

dF = Diferencial de fuerza

dA = Diferencial de Área

n = Vector normal a la superficie

Existen diversos tipos de presiones que reflejan la forma y la naturaleza en que actúan las fuerzas sobre los cuerpos, siendo tres las principales:

Presión Atmosférica (P_atm): esta es la presión que ejerce la atmosfera terrestre que rodea a la tierra sobre todos los objetos que se encuentran en contacto con ella, esta cambia dependiendo de la altitud: cuanto más altitud, menor la presión atmosférica y viceversa. De este tipo de presión se desprende una unidad de medida, del mismo nombre, que será mencionada posteriormente.

Presión absoluta: Es la presión real en un punto determinado del sistema termodinámico y se mide con respecto a una presión igual a cero o el conocido vacio absoluto, siendo la suma de la presión atmosférica y la presión manométrica.

Presión manométrica o relativa: Es la presión producida por un medio diferente a la atmósfera, puede ser positiva o negativa

Presión manométrica positiva (P_man): Es la diferencia entre la presión absoluta del sistema y la presión atmosférica, siendo en este caso la presión del sistema mayor. Para el cálculo de la presión absoluta en este caso, se utiliza la siguiente ecuación:

P_abs=P_atm+P_man

Presión manométrica negativa o de Vacío (P_vac): Nos dice que la presión absoluta del sistema se encuentra por debajo de la presión atmosférica. Para calcular la presión absoluta con presión manométrica negativa se utiliza la siguiente ecuación:

P_abs=P_atm-P_vac

Para su mejor comprensión podemos representar gráficamente estos tipos de presiones de la siguiente manera:

La presión es una cantidad escalar, dado que no tiene dirección, y con ella se pueden realizar diversas operaciones para una mejor comprensión de la forma en que actúan las fuerzas, para ello necesitamos conocer las unidades en las que esta se puede medir. Dependiendo del sistema que ocupemos, cambiamos las unidades de fuerza y área a sus equivalentes correspondientes a cada sistema.

Para el SI se

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