Conceptos Fundamentales de Termodinámica, Presión y Fluidos

Conceptos Termodinámicos

Capacidad Calórica

Es la energía que se debe entregar o extraer a la masa de un cuerpo para que aumente o disminuya su temperatura en un grado. Unidades comunes: J/°K, cal/°K, BTU/°F, BTU/°R.

Calor Específico de un Cuerpo

Es la cantidad de energía que se debe entregar a la unidad de masa de un cuerpo para que varíe su temperatura en 1°. Unidad común: J/kg°K.

Calor Latente

Calor absorbido o liberado por un cuerpo para experimentar un cambio de fase (estado físico), sin variar su temperatura.

Calor Sensible

Calor absorbido o liberado por un cuerpo que provoca un cambio en su temperatura, sin experimentar un cambio de fase.

Calor

El calor es una cantidad de energía y es una expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo. Representa la transferencia de energía térmica. La unidad en el Sistema Internacional (SI) es el Joule (J).

Poder Calorífico Superior (PCS)

Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de 1 kg de combustible cuando el vapor de agua originado en la combustión está condensado. Por consiguiente, se contabiliza el calor desprendido en este cambio de fase.

Poder Calorífico Inferior (PCI)

Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de 1 kg de combustible sin contar la parte correspondiente al calor latente del vapor de agua de la combustión, ya que este se expulsa como vapor y no se produce su cambio de fase a líquido.

Combustión

La combustión es un fenómeno químico en el que se desprende energía en forma de luz y calor. Para producir una combustión se necesita un combustible, un comburente y alcanzar la denominada temperatura de inflamación.

Conceptos de Presión

Presión

Fuerza distribuida en una determinada área. La unidad en el Sistema Internacional (SI) es el Pascal (Pa). En el Sistema Inglés, la presión se mide comúnmente en libras por pulgada cuadrada (psi).

Presión Atmosférica

Es la presión ejercida por el aire sobre la superficie de la Tierra. Se mide con un barómetro.

Presión Absoluta

Corresponde a las presiones medidas con respecto al vacío absoluto (presión cero).

Barómetro

Un barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. Lo que se mide es la altura de una columna de mercurio cuyo peso es compensado por la presión de la atmósfera. El modelo más frecuente está constituido por un tubo de vidrio cuyo extremo superior está sellado. El tubo se llena de mercurio y luego se invierte, con el extremo inferior colocado en un recipiente con mercurio. La diferencia entre los niveles del mercurio en el interior del tubo y en el recipiente inferior corresponde a la presión atmosférica y normalmente se expresa en milímetros de mercurio (mmHg).

Manómetro

El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de presión entre el fluido y la presión local (presión manométrica).

Conceptos de Fluidos

Flotabilidad

Se denomina flotabilidad a la capacidad que ostenta un cuerpo de mantenerse dentro de un fluido. La flotabilidad se encuentra determinada por el Principio de Arquímedes; tal principio sostiene que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo recibirá un empuje de abajo hacia arriba que será igual al peso del volumen del fluido que desaloja. A la mencionada fuerza se la conoce como empuje hidrostático o de Arquímedes.

Ejemplo Práctico de Flotabilidad

Cuando tenemos un estanque bajo tierra, debemos tener la precaución de que esté sujeto a unos 'muertos' (bloques de cemento). La razón es que la presión sobre el estanque variará debido a las napas subterráneas. El agua hará que el estanque tienda a subir a la superficie, arrasando con todo lo que tenga encima si no está sujeto. Como los 'muertos' tienen una densidad mucho mayor que la del agua y la del estanque, al estar sujetos a este último impedirán que salga a la superficie. La altura a la que podría subir dependerá del largo de las 'guinchas' (cables o correas) que sostienen los 'muertos'.