UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL CENTRO

INGENIERA METALURGICA Y DE MATERIALES

TEMA: MonografaDOCENTE: Ing. Luis Antonio PACHECO ACEROINTEGRANTES:Anthony Vctor ALVAREZ ANTONIOSEMESTRE: III

HUANCAYO-2014

DEDICATORIA

Quiero dedicarle este trabajoA Dios que me ha dado la vida y fortalezapara poder superar cualquier obstculo que se presente en esta vida.A mis padres, como agradecimiento a su esfuerzo, amor y apoyo incondicional, durante nuestra formacin tanto personal como profesional. A nuestros docentes, por brindarnos su gua y sabidura en el desarrollo de este trabajo.

INDICEINTRODUCCIN... 4

OBJETIVOS 5

CAPTULO I: FUNDAMENTO TERICO 6TEMPERATURA. 6 DEFINICIN.. 6 UNIDADES DE TEMPERATURA.. 10 SENSACION TERMICA..... 11 INSTRUMENTOS DE MEDICIN.... 13PRESIN. 16 DEFINICON.. 17 TIPOS DE PRESIN... 17 INSTRUMENTOS DE MEDIDA.. 21 APLICACIONES 22VOLUMEN... 23 DEFINICIN. 23 UNIDADES DE VOLUMEN. 23 VOLUMEN DE FIGURAS 25MASA 26 DEFINICIN.. 26 TIPOS DE MASA.. 27 EQUIVALENCIA DE MASAS. 29 CONSECUENCIAS DE LA RELATIVIDAD.. 29 MASA CONVENCIONAL... 31

CONCLUSIONES.... 33

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS. 34

INTRODUCCINTodo enel Universoest formado pormateria. La materia se puede encontrar en 3 estados de agregacin o estados fsicos: slido,lquidoygaseoso.Para entender los diferentes estados en los que la materia existe, es necesario entender algo llamadoTeoraMolecular cintica de la Materia. La TeoraMolecular cintica tiene muchaspartes, pero aqu introduciremos slo algunas. Uno de los conceptos bsicos de la teora argumenta que los tomos ymolculasposeen unaenergademovimiento, que percibimos comotemperatura. En otras palabras, los tomos y molculas estn en movimiento constante y medimos la energa de estos movimientos como la temperatura de una sustancia. Mientras ms energa hay en una sustancia, mayor movimiento molecular y mayor la temperatura percibida. Consecuentemente, un punto importante es que la cantidad de energa que tienen los tomos y las molculas (y por consiguiente la cantidad de movimiento) influye en suinteraccin.

Cmo se producen estos diferentes estados de la materia?

Los tomos que tienen pocaenergainteractan mucho y tienden a "encerrarse" y no interactuar con otros tomos. Por consiguiente, colectivamente, estos tomos forman una sustancia dura, lo que llamamos un slido. Los tomos que poseen mucha energa se mueven libremente, volando en un espacio y forman lo que llamamosgas.Losgasesse forman cuando laenergade unsistemaexcede todas lasfuerzasde atraccin entremolculas. As, las molculas de gas interactan poco, ocasionalmente chocndose. Enel estadogaseoso, las molculas se mueven rpidamente y son libres de circular en cualquierdireccin, extendindose en largas distancias. A medida que la temperatura aumenta, la cantidad de movimiento de las molculas individuales aumenta. Los gases se expanden para llenar sus contenedores y tienen unadensidadbaja en la cual podemos presenciar a la masa y al volumen. Debido a que las molculas individuales estn ampliamente separadas y pueden circular libremente en elestadogaseoso, los gases pueden ser fcilmente comprimidos y pueden tener una forma indefinida.Elcomportamientode todos los gases se ajusta a tresleyes, las cuales relacionan elvolumende un gas con su temperatura ypresin. Los gases que obedecen estas leyes son llamadosgasesidealesoperfectos.

OBJETIVOS

Comprender cada tema que est en el presente trabajo, ya que esta explicado didcticamente cada caracterstica que abarca cada tema: Presin, Volumen, Temperatura y masa. Ya que son muy importantes en nuestra vida diaria porque afectan en distintas formas a nuestro vivir en el medio ambiente.

CAPITULO 1FUNDAMENTO TEORICO:TEMPERATURADEFINICION:Latemperaturaes unamagnitudreferida a las nociones comunes decaliente, tibio ofroque puede ser medida con un termmetro. En fsica, se define como unamagnitud escalarrelacionada con laenerga internade un sistema termodinmico, definida por elprincipio cero de la termodinmica. Ms especficamente, est relacionada directamente con la parte de la energa interna conocida como energa cintica, que es la energa asociada a los movimientos de las partculas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma devibraciones. A medida de que sea mayor la energa cintica de un sistema, se observa que ste se encuentra ms caliente; es decir, que su temperatura es mayor.En el caso de un slido, los movimientos en cuestin resultan ser lasvibracionesde las partculas en sus sitios dentro del slido. En el caso de ungas idealmonoatmicose trata de los movimientos traslacionales de sus partculas (para los gases multiatmicos los movimientos rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta tambin).El desarrollo de tcnicas para la medicin de la temperatura ha pasado por un largo proceso histrico, ya que es necesario darle un valor numrico a una idea intuitiva como es lo fro o lo caliente.Multitud de propiedadesfisicoqumicasde los materiales o las sustancias varan en funcin de la temperatura a la que se encuentren, como por ejemplo suestado(slido,lquido,gaseoso,plasma), suvolumen, lasolubilidad, lapresin de vapor, su color o laconductividad elctrica. As mismo es uno de los factores que influyen en la velocidad a la que tienen lugar las reacciones qumicas.La temperatura se mide contermmetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicin de la temperatura. En elSistema Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es el kelvin(K), y la escala correspondiente es laescala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor cero kelvin (0 K) al cero absoluto, y se grada con un tamao de grado igual al delgrado Celsius. Sin embargo, fuera del mbito cientfico el uso de otras escalas de temperatura es comn. La escala ms extendida es la escalaCelsius, llamada centgrada; y, en mucha menor medida, y prcticamente slo en losEstados Unidos, la escalaFahrenheit. Tambin se usa a veces la escalaRankine(R) que establece su punto de referencia en el mismo punto de la escalaKelvin, elcero absoluto, pero con un tamao de grado igual al de la Fahrenheit, y es usada nicamente enEstados Unidos, y slo en algunos campos de laingeniera.

LEY CERO DE LA TERMODINAMICA:Antes de dar una definicin formal de temperatura, es necesario entender el concepto deequilibrio trmico. Si dos partes de un sistema entran en contacto trmico es probable que ocurran cambios en las propiedades de ambas. Estos cambios se deben a la transferencia de calor entre las partes. Para que un sistema est en equilibrio trmico debe llegar al punto en que ya no hay intercambio neto de calor entre sus partes, adems ninguna de las propiedades que dependen de la temperatura debe variar.Una definicin de temperatura se puede obtener de laLey cero de la termodinmica, que establece que si dos sistemas A y B estn en equilibrio trmico, con un tercer sistema C, entonces los sistemas A y B estarn en equilibrio trmico entre s.Este es un hecho emprico ms que un resultado terico. Ya que tanto los sistemas A, B, y C estn todos en equilibrio trmico, es razonable decir que comparten un valor comn de alguna propiedad fsica. Llamamos a esta propiedadtemperatura.Sin embargo, para que esta definicin sea til es necesario desarrollar un instrumento capaz de dar un significado cuantitativo a la nocin cualitativa de sa propiedad que presuponemos comparten los sistemas A y B. A lo largo de la historia se han hecho numerosos intentos, sin embargo en la actualidad predominan el sistema inventado porAnders Celsiusen1742y el inventado porWilliam Thomson(ms conocido como lord Kelvin) en1848.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA:Tambin es posible definir la temperatura en trminos de lasegunda ley de la termodinmica, la cual dice que laentropade todos los sistemas, o bien permanece igual o bien aumenta con el tiempo, esto se aplica al Universo entero como sistema termodinmico.La entropa es una medida del desorden que hay en un sistema. Este concepto puede ser entendido en trminos estadsticos, considere una serie de tiros de monedas. Un sistema perfectamente ordenado para la serie, sera aquel en que solo cae cara o solo cae cruz. Sin embargo, existen mltiples combinaciones por las cuales el resultado es un desorden en el sistema, es decir que haya una fraccin de caras y otra de cruces. Un sistema desordenado podra ser aquel en el que hay 90% de caras y 10% de cruces, o 60% de caras y 40% de cruces. Sin embargo es claro que a medida que se hacen ms tiros, el nmero de combinaciones posibles por las cuales el sistema se desordena es mayor; en otras palabras el sistema evoluciona naturalmente hacia un estado de desorden mximo es decir 50% caras 50% cruces de tal manera que cualquier variacin fuera de ese estado es altamente improbable.Para dar la definicin de temperatura con base en la segunda ley, habr que introducir el concepto demquina trmicala cual es cualquier dispositivo capaz de transformar calor entrabajo mecnico. En particular interesa conocer el planteamiento terico de lamquina de Carnot, que es una mquina trmica de construccin terica, que establece los lmites tericos para la eficiencia de cualquier mquina trmica real.En una mquina trmica cualquiera, el trabajo que esta realiza corresponde a la diferencia entre el calor que se le suministra y el calor que sale de ella. Por lo tanto, la eficiencia es el trabajo que realiza la mquina dividido entre el calor que se le suministra:

DondeWcies el trabajo hecho por la mquina en cada ciclo. Se ve que la eficiencia depende slo deQiy deQf. Ya queQiyQfcorresponden al calor transferido a las temperaturasTiyTf, es razonable asumir que ambas son funciones de la temperatura:

Sin embargo, es posible utilizar a conveniencia, una escala de temperatura tal que:

Sustituyendo la ecuacin (3) en la (1) relaciona la eficiencia de la mquina con la temperatura:

Hay que notar que paraTf= 0 K la eficiencia se hace del 100%, temperaturas inferiores producen una eficiencia an mayor que 100%. Ya que laprimera ley de la termodinmica prohbe que la eficiencia sea mayor que el 100%, esto implica que la mnima temperatura que se puede obtener en un sistema microscpico es de 0 K. Reordenando la ecuacin (4) se obtiene:

Aqu el signo negativo indica la salida de calor del sistema. Esta relacin sugiere la existencia de unafuncin de estadoSdefinida por:

Donde el subndice indica un proceso reversible. El cambio de esta funcin de estado en cualquier ciclo es cero, tal como es necesario para cualquier funcin de estado. Esta funcin corresponde a la entropa del sistema, que fue descrita anteriormente. Reordenando la ecuacin siguiente para obtener una definicin de temperatura en trminos de la entropa y elcalor:

Para un sistema en que la entropa sea una funcin de su energa internaE, su temperatura est dada por:

Esto es, el recproco de la temperatura del sistema es la razn d cambio de su entropa con respecto a su energa

UNIDADES DE TEMPERATURA:Las escalas de medicin de la temperatura se dividen fundamentalmente en dos tipos, las relativas y las absolutas. Los valores que puede adoptar la temperatura en cualquier escala de medicin, no tienen un nivel mximo, sino un nivel mnimo: elcero absoluto.Mientras que las escalas absolutas se basan en el cero absoluto, las relativas tienen otras formas de definirse.

RELATIVAS: Grado Celsius(C): Para establecer una base de medida de la temperaturaAnders Celsiusutiliz (en1742) los puntos de fusin y ebullicin del agua. Se considera que una mezcla de hielo y agua que se encuentra en equilibrio con aire saturado a 1 atm est en el punto de fusin. Una mezcla de agua y vapor de agua (sin aire) en equilibrio a 1 atm de presin se considera que est en el punto de ebullicin. Celsius dividi el intervalo de temperatura que existe entre stos dos puntos en 100 partes iguales a las que llam grados centgrados C. Sin embargo, en1948fueron renombrados grados Celsius en su honor; as mismo se comenz a utilizar la letra mayscula para denominarlos.En1954la escala Celsius fue redefinida en la Dcima Conferencia de Pesos y Medidas en trminos de un slo punto fijo y de la temperatura absoluta del cero absoluto. El punto escogido fue elpunto triple del aguaque es el estado en el que las tres fases del agua coexisten en equilibrio, al cual se le asign un valor de 0,01C. La magnitud del nuevo grado Celsius se define a partir del cero absoluto como la fraccin 1/273,16 del intervalo de temperatura entre el punto triple del agua y el cero absoluto. Como en la nueva escala los puntos de fusin y ebullicin del agua son 0,00C y 100,00C respectivamente, resulta idntica a la escala de la definicin anterior, con la ventaja de tener una definicin termodinmica. Grado Fahrenheit(F): Toma divisiones entre el punto de congelacin de una disolucin decloruro amnico(a la que le asigna valor cero) y la temperatura normal corporal humana (a la que le asigna valor 100). Es una unidad tpicamente usada en losEstados Unidos; errneamente, se asocia tambin a otros pases anglosajones como elReino UnidooIrlanda, que usan la escala Celsius.

ABSOLUTAS:Las escalas que asignan los valores de la temperatura en dos puntos diferentes se conocen comoescalas a dos puntos. Sin embargo en el estudio de la termodinmica es necesario tener una escala de medicin que no dependa de las propiedades de las sustancias. Las escalas de ste tipo se conocen comoescalas absolutasoescalas de temperatura termodinmicas.Con base en el esquema de notacin introducido en 1967, en la Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM), el smbolo de grado se elimin en forma oficial de la unidad de temperatura absoluta.Sistema Internacional de Unidades(SI) Kelvin(K): El Kelvin es la unidad de medida del SI. La escala Kelvin absoluta parte del cero absoluto y define la magnitud de sus unidades, de tal forma que elpunto triple del aguaes exactamente a 273,16 K. Aclaracin: No se le antepone la palabragradoni el smbolo .Sistema anglosajn de unidades Rankine(R): Escala con intervalos de grado equivalentes a la escala Fahrenheit, cuyo origen est en -459,67F. En desuso.

SENSACION TERMICA:Es importante destacar que lasensacin trmicaes algo distinto de la temperatura tal como se define en termodinmica. La sensacin trmica es el resultado de la forma en que lapielpercibe la temperatura de los objetos y/o de su entorno, la cual no refleja fielmente la temperatura real de dichos objetos y/o entorno. La sensacin trmica es un poco compleja de medir por distintos motivos: El cuerpo humano regula su temperatura para mantenerla aproximadamente constante (alrededor de 36,5C). El cuerpo humano produce calor constantemente, que es el residuo de la digestin de los alimentos que ingiere. Ese calor sirve para mantener la temperatura antes dicha, y para ello debe disipar el sobrante en el ambiente. Si las condiciones del entorno hacen que las prdidas sean iguales a la produccin el cuerpo siente bienestar trmico. Si las condiciones del entorno hacen que las prdidas de calor superen a la produccin, el cuerpo siente fro. Si las condiciones impiden que el calor sobrante se disipe, el cuerpo siente calor. Las prdidas o ganancias dependen de varios factores, no solo de la temperatura seca del aire. Se produce intercambio porconveccin. El aire en contacto con la piel, se calienta y asciende, siendo sustituido por aire ms fresco, que a su vez se calienta. Si el aire es ms caliente ocurre al revs. Por transmisin. La piel en contacto con cuerpos ms fros, cede calor. Si son ms calientes, recibe calor. Por radiacin. La piel intercambia calor por radiacin con el entorno: si la temperatura radiante media del entorno es ms fra que la de la piel, se enfra, si es al contrario, se calienta. Por evapotranspiracin. Al evaporarse el sudor o la humedad de la piel o de las mucosas, se produce una prdida de calor siempre, debida al calor latente de evaporacin del agua.Por todo ello, la sensacin de comodidad depende de la incidencia combinada de los factores que determinan estos cuatro tipos de intercambio:temperatura seca,temperatura radiante,temperatura hmeda(que seala la capacidad del aire para admitir o no la evaporacin del sudor) y la velocidad del aire (que incide sobre la conveccin y la evaporacin del sudor). La incidencia en las prdidas de la transmisin es pequea, salvo que la piel, o parte, est en contacto con objetos fros (pies descalzos, asiento fro con poca ropa de abrigo).Temperatura seca:Se llamatemperatura seca del airede un entorno (o ms sencillamente:temperatura seca) a la temperatura delaire, prescindiendo de laradiacincalorfica de los objetos que rodean ese ambiente concreto, y de los efectos de lahumedad relativay de los movimientos de aire. Se puede obtener con eltermmetro de mercurio, respecto a cuyo bulbo, reflectante y de color blanco brillante, se puede suponer razonablemente que no absorbe radiacin.Temperatura radiante: Latemperatura radiantetiene en cuenta el calor emitido por radiacin de los elementos del entorno.Se toma con untermmetro de bulbo, que tiene el depsito demercurioencerrado en unaesferaobulbometlico decolornegro, para asemejarlo lo ms posible a uncuerpo negroy as absorber la mxima radiacin. Para anular en lo posible el efecto de la temperatura del aire, el bulbo negro se asla en otro bulbo que se fue hecho alvaco.Las medidas se pueden tomar bajo elsolo bajo sombra. En el primer caso se tendr en cuenta la radiacin solar, y se dar una temperatura bastante ms elevada.Tambin sirve para dar una idea de lasensacin trmica.Latemperatura de bulbo negrohace una funcin parecida, dando la combinacin de la temperatura radiante y la ambiental.Temperatura hmeda: Temperatura de bulbo hmedootemperatura hmeda, es la temperatura que da untermmetrobajo sombra, con el bulbo envuelto en unamechadealgodnhmedo bajo una corriente deaire. La corriente de aire se produce mediante un pequeoventiladoro poniendo el termmetro en un molinete y hacindolo girar. Alevaporarseelagua, absorbe calor rebajando la temperatura, efecto que reflejar el termmetro. Cuanto menor sea lahumedad relativadel ambiente, ms rpidamente se evaporar el agua que empapa el pao. Este tipo de medicin se utiliza para dar una idea de lasensacin trmica, o en lospsicrmetrospara calcular lahumedad relativay la temperatura delpunto de roco.

INSTRUMENTOS DE MEDICION:

EL TERMOMETRO:Instrumento que sirve para medir la temperatura; el ms habitual consiste en un tubo capilar de vidrio cerrado y terminado en un pequeo depsito que contiene una cierta cantidad de mercurio o alcohol, el cual se dilata al aumentar la temperatura o se contrae al disminuir y cuyas variaciones de volumen se leen en una escala graduadaTIPOS DE TERMOMETROS Termmetro de mercurio: es un tubo devidriosellado que contienemercurio, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera uniforme. Este cambio de volumen se visualiza en unaescala graduada. El termmetro de mercurio fue inventado porGabriel Fahrenheiten el ao 1714. Pirmetros: termmetros para altas temperaturas, son utilizados en fundiciones, fbricas de vidrio, hornos para coccin decermica etc... Existen varios tipos segn su principio de funcionamiento: Pirmetro ptico: se fundamentan en laley de Wiende distribucin de la radiacin trmica, segn la cual, el color de la radiacin vara con la temperatura. El color de la radiacin de la superficie a medir se compara con el color emitido por un filamento que se ajusta con unrestatocalibrado. Se utilizan para medir temperaturas elevadas, desde 700C hasta 3.200C, a las cuales se irradia suficiente energa en elespectro visiblepara permitir la medicin ptica. Pirmetro de radiacin total: se fundamentan en laley de Stefan-Boltzmann, segn la cual, la intensidad de energa emitida por un cuerpo negroes proporcional a la cuarta potencia de sutemperatura absoluta. Pirmetro de infrarrojos: captan laradiacin infrarroja, filtrada por una lente, mediante unsensorfoto resistivo, dando lugar a una corriente elctricaa partir de la cual uncircuito electrnicocalcula la temperatura. Pueden medir desde temperaturas inferiores a 0C hasta valores superiores a 2.000C. Pirmetro fotoelctrico: se basan en elefecto fotoelctrico, por el cual se liberan electrones desemiconductorescristalinos cuando incide sobre ellos la radiacin trmica. Termmetro de lmina bimetlica: Formado por dos lminas de metales de coeficientes de dilatacin muy distintos y arrollados dejando el coeficiente ms alto en el interior. Se utiliza sobre todo como sensor detemperaturaen eltermohigrgrafo. Termmetro de gas: Pueden ser a presin constante o a volumen constante. Este tipo de termmetros son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibracin de otros termmetros. Termmetro de resistencia: consiste en un alambre de algn metal (como elplatino) cuyaresistencia elctricacambia cuando vara la temperatura. Termopar: un termopar o termocupla es un dispositivo utilizado para medir temperaturas basadas en lafuerza electromotrizque se genera al calentar lasoldadurade dos metales distintos. Termistor: es un dispositivo que vara su resistencia elctrica en funcin de la temperatura. Algunos termmetros hacen uso decircuitos integradosque contienen un termistor, como elLM35. Termmetros digitales: son aquellos que, valindose de dispositivostransductorescomo los mencionados, utilizan luego circuitos electrnicos paraconvertiren nmeros las pequeas variaciones detensinobtenidas, mostrando finalmente la temperatura en unvisualizador. Una de sus principales ventajas es que por no utilizar mercurio no contaminan el medio ambiente cuando son desechados. Termmetros clnicos: son los utilizados para medir la temperatura corporal. Los hay tradicionales de mercurio y digitales, teniendo estos ltimos algunas ventajas adicionales como su fcil lectura, respuesta rpida, memoria y en algunos modelos alarma vibrante.TERMOMETROS ESPECIALESPara medir ciertos parmetros se emplean termmetros modificados, tales como los siguientes:termmetro de globo: para medir la temperatura radiante. Consiste en un termmetro de mercurio que tiene el bulbo dentro de una esfera de metal hueca, pintada de negro de humo. La esfera absorbe radiacin de los objetos del entorno ms calientes que el aire y emite radiacin hacia los ms fros, dando como resultado una medicin que tiene en cuenta la radiacin. Se utiliza para comprobar las condiciones de comodidad de las personas. Eltermmetro de bulbo hmedo, para medir la influencia de la humedad en lasensacin trmica. Junto con un termmetro ordinario forma unpsicrmetro, que sirve para medirhumedad relativa,tensin de vaporypunto de roco. Se llama de bulbo hmedo porque de su bulbo o depsito parte una muselina de algodn que lo comunica con un depsito de agua. Este depsito se coloca al lado y ms bajo que el bulbo, de forma que por capilaridad est continuamente mojado. Eltermmetro de mximas y mnimases utilizado enmeteorologapara saber la temperatura ms alta y la ms baja del da, y consiste en dos instrumentos montados en un solo aparato. Tambin existen termmetros individuales de mxima o de mnima para usos especiales o de laboratorio.

TERMOGRAFOEl termgrafo es un termmetro acoplado a un dispositivo capaz de registrar, grfica o digitalmente, la temperatura medida en forma continua o a intervalos de tiempo.

PRESIONDEFINICIN:La presin es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual acta, es decir, equivale a la fuerza que acta sobre la superficie. Cuando sobre una superficie plana dereaAse aplica unafuerza normalFde manera uniforme, la presinPviene dada de la siguiente forma:

En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier direccin y no estar distribuida uniformemente en cada punto la presin se define como:

Dondees un vector unitario y normal a la superficie en el punto donde se pretende medir la presin. La definicin anterior puede escribirse tambin como:

donde:, es la fuerza por unidad de superficie., es elvector normala la superficie., es el rea total de la superficieS. TIPOS DE PRESIN:

Presin atmosfrica:La presin atmosfrica en un punto coincide numricamente con elpesode una columna esttica de aire de seccin recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el lmite superior de la atmsfera. Como ladensidaddel aire disminuye conforme aumenta la altura, no se puede calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la variacin de la densidad del aireen funcin de la altitudzo de la presinp. Por ello, no resulta fcil hacer un clculo exacto de la presin atmosfrica sobre un lugar de la superficie terrestre. Adems tanto la temperatura como la presin del aire estn variando continuamente, en una escala temporal como espacial, dificultando el clculo. Podemos obtener una medida de la presin atmosfrica en un lugar determinado pero con ella no se pueden obtener muchas conclusiones: es la variacin de dicha presin a lo largo del tiempo lo que nos permite obtener una informacin til que, unida a otros datos meteorolgicos (temperatura atmosfrica, humedad y vientos) nos da una imagen bastante acertada del tiempo atmosfrico en dicho lugar e incluso un pronstico a corto plazo del mismo.La presin atmosfrica en un lugar determinado experimenta variaciones asociadas con los cambiosmeteorolgicos. Por otra parte, en un lugar determinado, la presin atmosfrica disminuye con laaltitud, como se ha dicho. La presin atmosfrica decrece a razn de 1mmHgo Torr por cada 10mde elevacin en los niveles prximos al del mar. En la prctica se utilizan unos instrumentos, llamadosaltmetros, que son simplesbarmetros aneroidescalibrados en alturas; estos instrumentos no son muy precisos.La presin atmosfrica tambin vara segn la latitud. La menor presin atmosfrica al nivel del mar se alcanza en las latitudes ecuatoriales. Ello se debe al abombamiento ecuatorial de la Tierra: la litsfera est abultada en el ecuador terrestre, mientras que la hidrsfera est an ms abultada por lo que las costas de la zona ecuatorial se encuentran varios km ms alejadas del centro de la Tierra que en las zonas templadas y, especialmente, en las zonas polares. Y, debido a su menor densidad, la atmsfera est mucho ms abultada en el ecuador terrestre que la hidrsfera, por lo que su espesor es mucho mayor que el que tiene en las zonas templadas y polares. Es por ello que la zona ecuatorial es el dominio permanente de bajas presiones atmosfricas por razones dinmicas derivadas de la rotacin terrestre. Y es por ello que la temperatura atmosfrica disminuye un grado por cada 154 m de altitud, mientras que en la zona intertropical esta cifra alcanza unos 180 m de altitud.La presin atmosfrica normalizada, 1atmsfera, fue definida como la presin atmosfrica media al nivel del mar que se adopt como exactamente 101325Pao 760Torr. Sin embargo, a partir de1982, laIUPACrecomend que si se trata de especificar las propiedades fsicas de las sustancias "el estndar de presin" deba definirse como exactamente 100kPao (750,062Torr). Aparte de ser un nmero redondo, este cambio tiene una ventaja prctica porque 100 kPa equivalen a unaaltitudaproximada de 112 metros, que est cercana al promedio de 194 m de la poblacin mundial.

EXPERIENCIA DE TORRICELLI:Torricelli llen demercurioun tubo de 1 metro de largo, (cerrado por uno de los extremos) y lo invirti sobre una cubeta llena de mercurio, de inmediato la columna de mercurio baj varioscentmetros, permaneciendo esttica a unos 76 cm (760 mm) de altura ya que en esta influa la presin atmosfrica.Como segn se observa la presin eradirectamente proporcionala la altura de la columna de mercurio (Hg), se adopt como medida de la presin elmm(milmetro) de mercurio.As la presin considerada como "normal" se corresponda con una columna de altura 760 mm.La presin atmosfrica se puede medir tambin enatmsferas(atm):1 atm = 760 mmHg = 101.325 Pa = 1,0 kilo (kgf/cm2)CONCLUSION:Torricelli lleg a la conclusin de que la columna de mercurio no caa debido a que la presin atmosfrica ejercida sobre la superficie del mercurio (y transmitida a todo el lquido y en todas direcciones) era capaz de equilibrar la presin ejercida por su peso.

Presin manomtrica:La presin manomtrica, indica la diferencia entre la presin de un punto determinado del fluido y la presin atmosfrica.

Esta presin es la que ejerce un medio distinto al de la presin atmosfrica. Representa la diferencia entre la presin real o absoluta y la presin atmosfrica. La presin manomtrica slo se aplica cuando la presin es superior a la atmosfrica. Cuando esta cantidad es negativa se la conoce bajo el nombre de presin negativa. La presin manomtrica se mide con un manmetro.Medicin de la presin manomtrica:Tenemos que:

Presin manomtrica = Presin absoluta - Presin Atmosfrica

Presin manomtrica = gh

Donde g es la aceleracin de gravedad, la densidad del fluido, y "h" la altura de la columna de fluido. SI quieres la presin absoluta bajo esa columna le debes sumar a la formula anterior la presin atmosfrica.Cmo medimos la presin manomtrica?Para poder medir esta presin, utilizamos el manmetro, el cual es un tubo; casi siempre doblado en forma de U, que contienen un lquido de peso especfico conocido, cuya superficie se desplaza proporcionalmente a los cambios de presin. Existen dos tipos de manmetros que son:*Manmetros del tipo abierto* Manmetros diferencial Presin hidrosttica e hidrodinmica:En un fluido en movimiento la presin hidrosttica puede diferir de la llamada presin hidrodinmica por lo que debe especificarse a cual de las dos se est refiriendo una cierta medida de presin. Presin de un gas:En el marco de lateora cinticala presin de ungases explicada como el resultado macroscpico de las fuerzas implicadas por las colisiones de las molculas del gas con las paredes del contenedor. La presin puede definirse por lo tanto haciendo referencia a las propiedades microscpicas del gas:Para un gas ideal conNmolculas, cada una demasamy movindose con una velocidad aleatoria promediovrmscontenido en un volumen cbicoVlas partculas del gas impactan con las paredes del recipiente de una manera que puede calcularse de manera estadstica intercambiandomomento linealcon las paredes en cada choque y efectuando unafuerzaneta por unidad dereaque es la presin ejercida por el gas sobre la superficie slida.La presin puede calcularse entonces como: Este resultado es interesante y significativo no slo por ofrecer una forma de calcular la presin de un gas sino porque relaciona una variable macroscpica observable, la presin, con laenerga cinticapromedio por molcula,1/2 mvrms, que es una magnitud microscpica no observable directamente. Ntese que el producto de la presin por el volumen del recipiente es dos tercios de la energa cintica total de las molculas de gas contenidas. Propiedades de la presin en un medio fluido1. La fuerza asociada a la presin en unfluidoordinario en reposo se dirige siempre hacia el exterior del fluido, por lo que debido al principio de accin y reaccin, resulta en unacompresinpara el fluido, jams unatraccin.2. La superficie libre de un lquido en reposo (y situado en un campo gravitatorio constante) es siempre horizontal. Eso es cierto slo en la superficie de la Tierra y a simple vista, debido a la accin de la gravedad constante. Si no hay acciones gravitatorias, la superficie de un fluido es esfrica y, por tanto, no horizontal.3. En los fluidos en reposo, un punto cualquiera de una masa lquida est sometida a una presin que es funcin nicamente de la profundidad a la que se encuentra el punto. Otro punto a la misma profundidad, tendr la misma presin. A la superficie imaginaria que pasa por ambos puntos se llamasuperficie equipotencialde presin osuperficie isobrica.INSTRUMENTOS DE MEDIDA:

Los instrumentos de medicin son utilizados para conocer las dimensiones o magnitudes de los sucesos u objetos, a partir de la comparacin. Para ello son utilizados patrones de medida o unidades preestablecidas por convencin.Los instrumentos de medicin pueden ser clasificadossegn lo que se desea medir,algunos ejemplos son:Medidores de presin: para medir la llamada presin manomtrica, generalmente se calcula la diferencia entre la presin atmosfrica y la absoluta. Uno de los instrumentos ms utilizados en estos casos es elbarmetro.Este es utilizado para calcular la fuerza que del peso atmosfrico sobre una superficie, en otras palabras, la presin de la atmsfera. La manera ms sencilla de realizar esta tarea es a travs de la observacin de lquido, que iguale en paso a la atmsfera. Normalmente es utilizado el mercurio ya que su densidad es mucho mayor que la del agua y por ello la cantidad de mercurio utilizado es notablemente menor que la que sera necesaria en el caso de utilizar aguaLos barmetros pueden ser clasificados en:1. Aneroide: este tipo de barmetros es muy prctico y preciso. Funciona a travs de una aguja que se desplaza y una pared que adquiere diversas formas.2. Mercurio: estos estn compuesto por un cilindro de vidrio, descubierto en el extremo de abajo y recubierto en el de arriba. Segn la variacin atmosfrica, el mercurio se desplaza.3. Tubo cilindro abierto: estos barmetros consisten en un tubo dispuesto en forma de semi crculo. Cuando los dos extremos son descubiertos el mercurio alcanza su propio nivel, cuando uno de los mismos es tapado puede calcularse la presin manomtrica.

APLICACIONES: Frenos hidrulicosMuchos automviles tienen sistemas de frenado antibloqueo (ABS, siglas en ingls) para impedir que la fuerza de friccin de losfrenosbloqueen las ruedas, provocando que elautomvil derrape. En un sistema de frenado antibloqueo unsensorcontrola la rotacin de las ruedas del coche cuando los frenos entran en funcionamiento. Si una rueda est a punto de bloquearse los sensores detectan que la velocidad de rotacin est bajando de forma brusca, y disminuyen la presin del freno un instante para impedir que se bloquee. Comparndolo con los sistemas de frenado tradicionales, los sistemas de frenado antibloqueo consiguen que el conductor controle con ms eficacia el automvil en estas situaciones, sobre todo si la carretera est mojada o cubierta por la nieve. RefrigeracinLarefrigeracinse basa en la aplicacin alternativa de presin elevada y baja, haciendo circular un fluido en los momentos de presin por una tubera. Cuando el fluido pasa de presin elevada a baja en el evaporador, el fluido se enfra y retira el calor de dentro del refrigerador.Como el fluido se encuentra en un ciclo cerrado, al ser comprimido por uncompresorpara elevar su temperatura en el condensador, que tambin cambia de estado a lquido a alta presin, nuevamente est listo para volverse a expandir y a retirar calor (recordemos que elfrono existe es solo una ausencia de calor). Neumticos de los automvilesSe inflan a una presin de 310.263,75Pa, lo que equivale a 30psi(utilizando el psi como unidad de presin relativa a la presin atmosfrica). Esto se hace para que los neumticos tengan elasticidad ante fuertes golpes (muy frecuentes al ir en el automvil). El aire queda encerrado a mayor presin que la atmosfrica dentro de las cmaras (casi 3 veces mayor), y en los neumticosms modernos entre la cubierta decauchoflexible y lallantaque es de unmetalrgido.

VOLUMENDEFINICIN:Elvolumenes unamagnitudescalardefinida como la extensin entres dimensionesde una regin delespacio. Es unamagnitud derivadade la longitud, ya que se halla multiplicando la longitud, el ancho y la altura. Desde un punto de vistafsico, loscuerposmaterialesocupan un volumen por el hecho de ser extensos, fenmeno que se debe alprincipio de exclusin de Pauli.Lacapacidady elvolumenson trminos equivalentes, pero no iguales. Se define la capacidad de un recipiente como la "propiedad de una cosa de contener otras dentro de ciertos lmites".3La capacidad se refiere al volumen de espacio vaco de alguna cosa que es suficiente para contener a otra u otras cosas.Launidad de medidade volumen en elSistema Internacional de Unidadeses elmetro cbico. Para medir la capacidad se utiliza ellitro. Por razones histricas, existen unidades separadas para ambas, sin embargo estn relacionadas por la equivalencia entre el litro y eldecmetro cbico:1 dm3= 1 litro = 0,001m3= 1000cm3.Matemticamente, el volumen de una regin delespacio Euclideses la cantidad de espaciotridimensionalobtenida portriple integracindelelemento diferencialde volumen extendida a dicho dominio. Dicha nocin se puede generalizar a espacios dedimensionessuperiores .

Enotras geometras, se deben considerar losefectos localesde lamtrica, expresados mediante eltensor mtrico, sobre el elemento diferencial de volumen.

UNIDADES DE VOLUMEN:Existen multitud de unidades de volumen, que se utilizan dependiendo del contexto o de la finalidad de la medicin. En los mbitos acadmicos o tcnicos se suelen emplear elmetroy sus derivados. Para expresar el volumen de sustanciaslquidasogaseosas, e incluso para mercancas agranel, se suele recurrir a la capacidad del recipiente que lo contiene, medida enlitrosy sus derivados. En ocasiones, cuando ladensidaddel material es constante y conocida, se pueden expresar las cantidades por su equivalente enpesoen lugar de en volumen. Muchas de las unidades de volumen existentes se han empleado histricamente para elcomerciode mercancas o para el uso diario. Aun compartiendo el mismo nombre, muchas unidades varan significativamente de una regin a otra. Sistema InternacionalEn elsistema internacional de unidadesla unidad de volumen es elmetro cbico.La unidad ms utilizada para medir el volumen delquidosorecipientes, es ellitro. El litro est admitido en el S.I. aunque estrictamente no forma parte de l. Sistema anglosajn de medidasLas unidades de volumen en elSistema anglosajn de unidadesse derivan de las respectivas unidades de longitud, como lapulgada cbica, elpie cbico, layarda cbica, elacre-pieo lamilla cbica. Para medir el volumen de lquidos, las unidades de capacidad ms extendidas son elbarril, elgalny lapinta, y en menor medida laonza lquida, elcuarto, elgill, elmnimoo el escrpulo lquido. Otras unidadesA lo largo de la historia, se han utilizado diferentes unidades de volumen que varan de una cultura a otra. En laGrecia Antiguase utilizaban eldracma lquidoo lametreta. En la antigua Roma se utilizabanmedidascomo el nfora, elsextarioo lahemina. En elantiguo Egiptola medida ms utilizada era elheqat. EnCastilla,4se usabanunidades tradicionalescomo laarroba, lacntara, elcelemno lafanega, algunas de las cuales permanecen en uso hoy en da.En el mbitoculinario, es habitual utilizar medidas de volumen dependientes de los distintos recipientes de uso frecuente, pero sin una definicin precisa, como lacucharada, lacucharadita o lataza.VOLUMEN DE FIGURAS:La siguiente tabla muestra laexpresin matemticaque relaciona el volumen con las dimensiones defiguras geomtricascomunes:

Frmulascomunes para el volumen:

Figura.Frmula.Variables.

Ortoedro:l= largo,w= ancho,h= altura

cubo:l= longitud del lado

Cilindro(prisma circular):r= radio de la cara circular,h= distancia entre caras

CualquierPrismaque tiene una seccin transversal constante en toda su altura:A= rea de la base,h= altura

Esfera:r= radio de la esferaque es la primeraintegralde lafrmulapara el rea superficial de una esfera

Elipsoide:a,b,c= semiejes del elipsoide

Pirmide:A= rea de la baseh= altura de la base al vrtice superior

Cono(pirmide de base circular):r= radio del crculo de la base,h= distancia de la base al tope

El volumen de unparaleleppedoes el valor absoluto deltriple producto escalarde los vectores correspondientes a tresaristasconcurrentes, y es equivalente al valor absoluto del determinantede lamatrizque forman los tres vectores.MASA

DEFINICIN:Enfsica, lamasaes una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo.1Es una propiedad intrnseca de los cuerpos que determina la medida de lamasa inercialy de lamasa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en elSistema Internacional de Unidadeses el kilogramo(kg). Es unamagnitud escalar.No debe confundirse con elpeso, que es unamagnitud vectorialque representa unafuerza. Tampoco debe confundirse con lacantidad de sustancia, cuya unidad en elSistema Internacional de Unidadeses elmol.El concepto de masa surge de la confluencia de dos leyes: la leyGravitacin Universal de Newtony lasegunda ley de Newton(o 2. Principio). Segn la ley de la Gravitacin de Newton, la atraccin entre dos cuerpos es proporcional al producto de dos constantes, denominadasmasa gravitacionaluna de cada uno de ellos, siendo as la masa gravitatoria una propiedad de la materia en virtud de la cual dos cuerpos se atraen; por la 2. ley (o principio) de Newton, la fuerza aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleracin que experimenta, denominndose a la constante de proporcionalidad:masa inercialdel cuerpo.ParaEinsteinlagravedades una propiedad delespacio-tiempo: una deformacin de la geometra del espacio-tiempo por efecto de la masa de los cuerpos. No es obvio que la masa inercial y la masa gravitatoria coincidan. Sin embargo todos los experimentos muestran que s. Para la fsica clsica esta identidad era accidental. Ya Newton, para quien peso e inercia eran propiedades independientes de la materia, propuso que ambas cualidades son proporcionales a la cantidad de materia, a la cual denomin "masa". Sin embargo, para Einstein, la coincidencia de masa inercial y masa gravitacional fue un dato crucial y uno de los puntos de partida para suteora de la relatividady, por tanto, para poder comprender mejor el comportamiento de la naturaleza. Segn Einstein, esa identidad significa que:la misma cualidad de un cuerpo se manifiesta, de acuerdo con las circunstancias, como inercia o como peso.Esto llev a Einstein a enunciar el Principio de equivalencia: las leyes de la naturaleza deben expresarse de modo que sea imposible distinguir entre un campo gravitatorio uniforme y un sistema referencial acelerado. As pues, masa inercial y masa gravitatoria son indistinguibles y, consecuentemente, cabe un nico concepto de masa como sinnimo de cantidad de materia, segn formul Newton.En palabras de D. M. McMaster: la masa es la expresin de la cantidad de materia de un cuerpo, revelada por su peso, o por la cantidad de fuerza necesaria para producir en un cuerpo cierta cantidad de movimiento en un tiempo dado. En la fsica clsica, la masa es una constante de un cuerpo. En fsica relativista, la masa es funcin de la velocidad que el cuerpo posee respecto al observador. Adems, la fsica relativista demostr la relacin de la masa con la energa, quedando probada en las reacciones nucleares; por ejemplo, en la explosin de unabomba atmicaqueda patente que la masa es una magnitud que trasciende a la masa inercial y a la masa gravitacional.Es un concepto central enfsica,qumica,astronomay otras disciplinas afines.TIPOS DE MASA: Masa inercial La masa inercial para la fsica clsica viene determinada por la Segunda y TerceraLey de Newton. Dados dos cuerpos, A y B, con masas inercialesmA(conocida) ymB(que se desea determinar), en la hiptesis dice que las masas son constantes y que ambos cuerpos estn aislados de otras influencias fsicas, de forma que la nica fuerza presente sobre A es la que ejerce B, denominadaFAB, y la nica fuerza presente sobre B es la que ejerce A, denominadaFBA, de acuerdo con la Segunda Ley de Newton:

.DondeaAyaBson lasaceleracionesde A y B, respectivamente. Es necesario que estas aceleraciones no sean nulas, es decir, que las fuerzas entre los dos objetos no sean iguales a cero. Una forma de lograrlo es, por ejemplo, hacer colisionar los dos cuerpos y efectuar las mediciones durante el choque.La Tercera Ley de Newton afirma que las dos fuerzas son iguales y opuestas:. Sustituyendo en las ecuaciones anteriores, se obtiene la masa de B como.As, el mediraAyaBpermite determinarmBen relacin conmA, que era lo buscado. El requisito de queaBsea distinto de cero hace que esta ecuacin quede bien definida.En el razonamiento anterior se ha supuesto que las masas de A y B son constantes. Se trata de una suposicin fundamental, laconservacin de la masa, y se basa en la hiptesis de que la materia no puede ser creada ni destruida, slo transformada (dividida o recombinada). Sin embargo, a veces es til considerar la variacin de la masa del cuerpo en el tiempo; por ejemplo, la masa de uncohetedecrece durante su lanzamiento. Esta aproximacin se hace ignorando la materia que entra y sale del sistema. En el caso del cohete, esta materia se corresponde con el combustible que es expulsado; la masa conjunta del cohete y del combustible es constante. Masa gravitacionalConsidrense dos cuerpos A y B con masas gravitacionalesMAyMB, separados por una distancia |rAB|. LaLey de la Gravitacin de Newtondice que la magnitud de la fuerza gravitatoria que cada cuerpo ejerce sobre el otro es

Dnde:Ges laconstante de gravitacin universal. La sentencia anterior se puede reformular de la siguiente manera: dada la aceleracingde una masa de referencia en un campo gravitacional (como el campo gravitatorio de la Tierra), la fuerza de la gravedad en un objeto con masa gravitacionalMes de la magnitud.Esta es la base segn la cual las masas se determinan en lasbalanzas. En las balanzas de bao, por ejemplo, la fuerza |F| es proporcional al desplazamiento del muelle debajo de la plataforma de pesado (vaseLey de elasticidad de Hooke), y la escala estcalibradapara tener en cuentagde forma que se pueda leer la masaM.

EQUIVALENCIAS DE MASA:Se demuestra experimentalmente que la masa inercial y la masa gravitacional son iguales con un grado de precisin muy alto. Estos experimentos son esencialmente pruebas del fenmeno ya observado porGalileode que los objetos caen con una aceleracin independiente de sus masas (en ausencia de factores externos como elrozamiento).Supngase un objeto con masas inercial y gravitacionalmyM, respectivamente. Si la gravedad es la nica fuerza que acta sobre el cuerpo, la combinacin de la segunda ley de Newton y la ley de la gravedad proporciona su aceleracin como:

Por tanto, todos los objetos situados en el mismo campo gravitatorio caen con la misma aceleracin si y slo si la proporcin entre masa gravitacional e inercial es igual a una constante. Por definicin, se puede tomar esta proporcin como 1.

CONSECUENCIAS DE LA RELATIVIDAD:En lateora especial de la relatividadla "masa" se refiere a la masa inercial de un objeto medida en elsistema de referenciaen el que est en reposo (conocido como "sistema de reposo"). El mtodo anterior para obtener la masa inercial sigue siendo vlido, siempre que la velocidad del objeto sea mucho menor que lavelocidad de la luz, de forma que la mecnica clsica siga siendo vlida.En la mecnica relativista, la masa de una partcula libre est relacionada con suenergay sumomento linealsegn la siguiente ecuacin:.Que se puede reordenar de la siguiente manera:

El lmite clsico se corresponde con la situacin en la que el momentopes mucho menor quemc, en cuyo caso se puede desarrollar la raz cuadrada en unaserie de Taylor:

El trmino principal, que es el mayor, es la energa en reposo de la partcula. Si la masa es distinta de cero, una partcula siempre tiene como mnimo esta cantidad de energa, independientemente de sucantidad de movimientoo momntum. La energa en reposo, normalmente, es inaccesible, pero puede liberarse dividiendo o combinando partculas, como en la fusinyfisinnucleares. El segundo trmino es laenerga cinticaclsica, que se demuestra usando la definicin clsica de momento cintico o momento lineal:

Y sustituyendo para obtener:

La relacin relativista entre energa, masa y momento tambin se cumple para partculas que no tienen masa (que es un concepto mal definido en trminos de mecnica clsica). Cuandom = 0, la relacin se simplifica en:

Dnde: pes el momento relativista.Esta ecuacin define la mecnica de las partculas sin masa como elfotn, que son las partculas de laluz.

MASA CONVENCIONAL:Segn el documento D28 "Conventional value of the result of weighing in air" de laOrganizacin Internacional de Metrologa Legal(OIML), la masa convencional de un cuerpo es igual a la masa de un patrn dedensidadigual a 8.000kg/m3que equilibra en el aire a dicho cuerpo en condiciones convencionalmente escogidas: temperatura del aire igual a 20C y densidad del aire igual a 0,0012g/cm3Esta definicin es fundamental para un comercio internacional sin controversias sobre pesajes realizados bajo distintas condiciones de densidad del aire y densidad de los objetos. Si se pretendiera que las balanzas midan masa, sera necesario contar con patrones de masa de la misma densidad que los objetos cuya masa interese determinar, lo que no es prctico y es la razn por la que se defini la Masa Convencional, la cual es la magnitud que miden las balanzas con mayor precisin.

CONCLUSIONES:

1. Si en nuestro medio no habra una temperatura adecuada no podramos soportar a diferentes variaciones bruscas de temperatura.2. La importancia de estas propiedades macroscpicas de la termodinmica sin ellas no podramos llevar una vida normal como la que tenemos ahora.3. Dependemos de cada una de ellas ya que se presentan en diferentes fenmenos.

BIBLIOGRAFIA Quimica 1, Editorial Lumbreras http://lamasa11-3.blogspot.com/2013/02/blog-post_5684.html http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido Raymond Chang http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtml http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/propiedades/masa.htm

FIMM-201411