Post on 15-Nov-2015
description
TALLER N1
ANTHONY CARRILLO BUSTOS
GERALD MESTRA RODRGUEZ
UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC
FACULTAD DE INGENIERA
BARRANQUILLA, ATLNTICO
2015
1 Consulte la historia de los sistemas de unidades siguientes: a. Sistema
Internacional de Unidades b. Sistema Ingls de Unidades
El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, es el sistema de unidades
que se usa en todos los pases del mundo, a excepcin de tres que no lo han
declarado prioritario o nico.
Se instaur en 1960, en la XI Conferencia General de Pesas y Medidas, durante la
cual inicialmente se reconocieron seis unidades fsicas bsicas. En 1971 se aadi
la sptima unidad bsica: el mol.
Una de las caractersticas trascendentales, que constituye la gran ventaja del
Sistema Internacional, es que sus unidades se basan en fenmenos fsicos
fundamentales. Excepcin nica es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo,
definida como la masa del prototipo internacional del kilogramo, un cilindro de
platino iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesas y
Medidas.
Las unidades del SI constituyen referencia internacional de las indicaciones de los
instrumentos de medicin, a las cuales estn referidas mediante una concatenacin
ininterrumpida de calibraciones o comparaciones.
Esto permite lograr equivalencia de las medidas realizadas con instrumentos
similares, utilizados y calibrados en lugares distantes y, por ende, asegurar el
cumplimiento de las caractersticas de los productos que son objeto de
transacciones en el comercio internacional, su intercambiabilidad.
Entre los aos 2006 y 2009 el SI se unific con la norma ISO 31 para instaurar el
Sistema Internacional de Magnitudes (ISO/IEC 80000, con las siglas ISQ).
El sistema de medicin ingls de unidades se lo conoce tambin con el
nombre de sistema imperial. Se trata de la unin de todas las unidades no
mtricas que en la actualidad son empleadas en Estados Unidos y otros pases que
tienen como idioma principal el ingls, como el caso, por supuesto, de Inglaterra.
Sin embargo, entre ambos pases existe una serie de diferencias en las unidades,
as como tambin existen numerosas discrepancias entre los sistemas que se
emplean en la actualidad con los que se utilizaban en otras pocas.
En cuanto a las caractersticas generales de este sistema de medicin ingls
podemos mencionar que tiene como origen la evolucin que se produjo de todas las
unidades locales que con el correr del tiempo se fueron perfeccionando. Asimismo,
el sistema es un derivado del conjunto de aproximaciones que se han venido
haciendo en Inglaterra, en especial en cuanto a la estandarizacin de los mtodos
y las tcnicas. Pero como origen o influencia absoluta de estos sistemas tenemos
que mencionar a las unidades que se utilizaban en la Roma antigua.
Sin embargo, con el correr de los aos, este sistema fue reemplazado de manera
paulatina por otro mucho ms abarcativo: el Sistema Internacional de Unidades. A
pesar de esto, dos factores esenciales fueron los que produjeron una fuerte
resistencia al cambio de mtodo: la inercia del sistema primigenio y el costo
sumamente elevado de la migracin
2 Indique cules son las unidades de las siguientes cantidades fsicas en
el sistema ingls y el sistema internacional:
Unidad Sistema internacional Sistema ingles
Masa Kg Slug
Volumen Metro cubico Pie cubico
Presin Pascal Psi
T absoluta Kelvin Rankin
T relativa Celsius Fahrenheit
Gravedad Metro/segundo
cuadrado Pie/ segundo cuadrado
Densidad Kilogramo/metro cubico Libra/pie cubico
Gravedad especifica Kilogramo/metro cubico Slug/pie cubico
Peso especifico Newton/metro cubico Libra fuerza/pie cubico
Viscosidad dinmica Pascal/segundo Libra fuerza/pie
cuadrado
Viscosidad cinemtica
Metro cuadrado/segundo
Pies cuadrado/segundo
Fuerza Newton Libra
Calor especifico J/gk
Energa interna total Jkg
Trabajo Julio Ftlb
Calor Cal Btu
Masa molar Kg/mol
Velocidad M/s Ft/s
Entropa J/k Btu/r
Longitud Metro Pie
Potencia Voltio Caballo de fuerza
3 Demuestre que las siguientes cantidades no tienen unidades:
a. Numero de Reynolds
= 3 1
11 =
1
1 = sin
b. Nmero de Mach
=1
1 = sin
c. Nmero de Prandtl
=2211
233 =
233
233 = sin
d. Nmero Froude
=2
2 = sin
e. Nmero de Biot
=21 1
11 =
11
11 = sin
4 Realice las siguientes conversiones de unidades:
a. 150 GPa a N m2
150 (150109 )(1 2) 1,51011 2
b. 300C a F
=9
5(300) + 32 = 572
c. 750 mm2 a ft2
7502 12
1002= 7,52
(0,00108 2)
12= 0,0081 2
d. 14 107 in4 a m4
14107 4(12)2
(15502)2 58,274
5 Escriba con sus propias palabras una definicin de sistema y utilice uno
o varios dibujos para ilustrar su definicin.
Un sistema es un conjunto de pasos o normas establecidas que se deben seguir
para poder llevar acabo algn fin en particular, tal sistema depende de diferentes
agentes para que se lleve a cabo su desarrollo en su totalidad y de la manera ms
eficiente.
Estos sistemas los podemos encontrar en nuestro da a da, ya que todo el
funcionamiento de la sociedad se comporta bajo un mismo sistema en el cual todos
asemos parte.
6 Establezca la(s) principal(es) diferencia(s) entre sistemas abiertos
(volmenes de control) y cerrados. Ilustre las diferencias con dibujos y al
menos cinco ejemplos.
SISTEMAS ABIERTOS SISTEMAS CERRADOS
Relaciones de intercambio con el medio ambiente
No interactan con el medio ambiente
Intercambian materia y energa No reciben otros agentes fsicos fuera de el
Son adaptivos Son hermticos a cualquier influencia del amiente
No pueden vivir aislados No reciben ninguna influencia del ambiente
Se mantiene y sustenta No influencia al ambiente
Se mantiene y sustenta Son determinsticos y programados
Evitan el aumento en entropa La masa no cambia
Mantienen un continuo flujo de entrada y salida
No existe flujo de materia
7
=
4(2) =
2
4
= (
) = (
2
4()) =
2
=
2 =
2
2 =
4
=
4 =
2
4 =
8
8
= 1 ; = 200 ; = 7102 = 7103/2
(20) = 0 (20) = (20) =
(20) =
=
(20)
=(1000)((20))(0,0025103)
(7103)(0,2)2 = 3,053 /
9 Un cuerpo con peso de 120 lb con rea superficial plana se desliza hacia
abajo sobre un plano inclinado lubricado que forma un ngulo de 30 con la
horizontal. Para viscosidad de =XP y velocidad del cuerpo de 3 ft/s, determine el
espesor de la pelcula lubricante. Para la viscosidad tenga en cuenta que X
corresponde a su ultimo digito de la cedula
= 120 ; = 30 ; = 5 ; = 3
=
=
=
Donde
= (30) = 120 (30) = 60
= 5 1 /
479 = 0,0104 /
Remplazando
=(0,0104 /)(3 /)
60 = 5,2104
12 El sistema mostrado en la figura se encuentra a 20C. Si la presin atmosfrica es
igual a 1 atmsfera, y la presin en el fondo del tanque es 242 kPa, Cul es la gravedad
especfica del fluido desconocido?
Sabiendo que la presin atmosfrica es 1 atm, a lo que es igual
Patm = 1 atm Patm = 101,325 KPa
Aplicando la ecuacin de presin hidrosttica, a lo largo de todo el fluido tenemos que:
Pfondo = Patm + lubrgh1 + aguagh2 + xgh3 + mercugh4
Remplazando:
=
+ (,
)(.
)()
+ (,
)(,
)() + ()
+ (
)(,
)(, )
= + , + , + () +
= + , + , + () +
= , + ()
, = ()
= , /
Obtenido el pero especifico del fluido desconocido, determinamos su gravedad especfica:
=,
, = ,
13 En la Figura el medidor de presin A registra una presin manomtrica de 1.5 kPa.
Si los fluidos se encuentran a una temperatura de 20C. Determine las alturas de los
fluidos en los tubos B y C.
Para determinar las alturas de los piezmetros B y C. debemos aplicar la ecuacin de
presin hidrosttica:
Para el piezmetro B, tenemos:
+ + ( ) = =
/ + (, /)() + (, /)(, ) (, /)( ) =
/ + , / + , / , / + , / =
, = ,
=,
,
= ,
Para el piezmetro C, tenemos.
+ + + () = =
/ + (, /)() + (, /)(, ) + (, /)()
(, /)() =
/ + , / + . / + , / , / =
, = ,
=,
,
= ,
14 En la siguiente figura la presin en el punto A es de 25 psi. Todos los fluidos se
encuentran a 20C. Cul es la presin en el aire encerrado en la cmara B, en Pascales?
Haciendo la conversin:
(, ) = , = ,
Determinamos en peso especfico del lquido:
= = , , = , /
Sabiendo que:
=
+ =
, (, )(, ) + ()(, ) (, )(, ) =
= ,
15 Derive una expresin para el cambio de la altura capilar h, como se muestra en la
siguiente figura, tenga en cuenta que el fluido tiene una tensin superficial Y y un ngulo
de contacto , entre dos platos paralelos separados por W. Evale h con la condicin de
temperatura de agua a 20oC y W=0,5mm.
Para determinar la altura h, empleamos la siguiente ecuacin:
=()
Sabiendo que el ngulo de contacto es igual a cero y R=W, Remplazamos:
=()(, )()
(, )(, )= , = ,