Magnitudes físicas: volumen específico, densidad, presión, calor y conversiones de unidades

Magnitudes y definiciones básicas

Definiciones

• Volumen específico: representa el volumen que ocupa 1 kg de masa de una sustancia determinada. Su unidad es m3/kg.
• Masa: es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Su unidad es el kg.
• Fuerza: es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo o producirle una deformación. Su unidad es el newton (N).
• Peso: es la fuerza con la que la Tierra atrae a un cuerpo. Su expresión es Peso = m · g, donde g es la aceleración de la gravedad (aprox. 9,81 m/s2).
• Densidad: es la magnitud que expresa la cantidad de masa contenida en un volumen. Su unidad es kg/m3.
• Velocidad: es la rapidez con la que circula un fluido por un conducto o, en general, la variación del espacio respecto al tiempo. Su unidad es m/s.
• Caudal: es el volumen o cantidad de fluido que circula por un conducto en un determinado tiempo. Se distingue el caudal volumétrico y el caudal másico.
• Presión atmosférica: es la presión que ejerce la atmósfera sobre todos los objetos que están en contacto con ella.
• Presión relativa (manométrica): se mide tomando como origen la presión atmosférica (por ejemplo, con un manómetro).
• Presión absoluta: se mide tomando como origen el vacío absoluto.

Conceptos relacionados y estados

• Líquido subenfriado: en todos los puntos de la curva de saturación el fluido está al 100% en estado líquido, pero está por debajo de la temperatura de saturación (esto es, no está cercano al cambio de fase).
• Subenfriado: estado en el que el fluido se encuentra alejado de la línea de saturación (temperatura por debajo de la de cambio de fase para la presión dada).
• Isócora: es un proceso termodinámico en el que el volumen permanece constante.

Tipos de transmisión de calor

• Transmisión por radiación: es la transferencia de calor por medio de radiación electromagnética (por ejemplo, los rayos del sol) entre cuerpos sin necesidad de un medio material.
• Conducción: transferencia de energía térmica debido a la interacción entre las moléculas en contacto dentro de un cuerpo o entre cuerpos en contacto.
• Convección: transferencia de calor por el movimiento del fluido (aire o líquido), ya sea de forma natural o forzada.

Calor

• Calor latente: es la cantidad de energía absorbida o cedida durante un proceso de cambio de estado (por ejemplo, fusión o vaporización), sin variación de temperatura.
• Calor sensible: es la energía aportada que provoca un aumento de temperatura en una masa sin cambio de estado.

Fórmulas y relaciones

Fuerza y unidades

• Fuerza: F = m · a
• Newton (N): unidad derivada: 1 N = 1 kg · m/s2

Densidad y volumen

• Densidad: rho = masa / volumen
• Volumen (V): unidades básicas en el SI: m3.

Velocidad y caudal

• Velocidad: espacio / tiempo (unidad: m/s).
• Caudal volumétrico (Q): sección × velocidad. Unidad: m3/s.
• Caudal másico (Qm): masa / tiempo. Unidad: kg/s.
• Relaciones:
  • Q (volumétrico) = A · v, donde A es el área de la sección y v la velocidad media.
  • Qm = rho · Q (si rho es la densidad del fluido).

Calor (expresiones)

• Calor sensible: Qs = masa · cambio específico · (Tf - Ti)
• Calor latente: Ql = masa · L (donde L es el calor latente específico)

Equivalencias y conversiones de unidades

• 1 kW ≈ 860,42 kcal/h (aprox.).
• 1 kcal/h ≈ 1,163 W.
• 1 kcal ≈ 3,968 Btu (valor aproximado).
• 1 CV (caballo de vapor métrico) ≈ 0,7355 kW ≈ 632,9 kcal/h (aprox.).
• 1 bar = 1 · 10^5 Pa.
• 1 psi = 6 894,76 Pa ≈ 0,06895 bar.
• 1 atm = 101 325 Pa.
• 1 mca (metro de columna de agua) ≈ 9 810 Pa (dependiendo de la densidad del agua y g).

Notas finales y correcciones de conceptos presentes en el texto original

• Se han corregido errores ortográficos y de formato manteniendo todo el contenido original, clarificando unidades y relaciones físicas para evitar ambigüedades.
• Se han normalizado las notaciones de unidades (por ejemplo, m3, kg, m/s, Pa) y se han expresado relaciones fundamentales con su forma estándar.

Referencias rápidas

Para cálculos prácticos utilice las fórmulas proporcionadas y convierta unidades con los factores indicados. En caso de necesitar precisión en conversiones energéticas o de presión, utilice constantes reconocidas (por ejemplo, 1 atm = 101325 Pa, 1 kcal = 4184 J).