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¿Qué es el peso en la Tierra, Marte y la Luna? Gravedad: definición

2020-01-192019-09-25 por Nick Connor

El peso de una piedra en la Tierra, en Marte y en la Luna. Estos pesos dependen de los campos gravitacionales de estos planetas. Ingenieria termal

Peso en la Tierra, Marte y Luna

La masa y el peso están relacionados : los cuerpos que tienen una gran masa también tienen un gran peso. Una piedra grande es difícil de lanzar debido a su gran masa, y difícil de levantar del suelo debido a su gran peso. Para comprender la relación entre masa y peso, considere una piedra que cae libremente, que tiene una aceleración de magnitud g (g = 9.81 m / s ² es la aceleración debida al campo gravitacional de la Tierra). La segunda ley de Newton nos dice que una fuerza debe actuar para producir esta aceleración. Si una piedra de 1 kilogramo cae con una aceleración de la fuerza requerida tiene magnitud:

F = ma = 1 [kg] x 9.81 [m / s ² ] = 9.8 [kg m / s ² ] = 9.8 N

La fuerza que hace que el cuerpo acelere hacia abajo es su peso. Cualquier cuerpo cerca de la superficie de la tierra que tenga una masa de 1 kg debe tener un peso de 9.8 N para darle la aceleración que observamos cuando está en caída libre.

Ejemplo: el peso de una piedra en la Tierra, en Marte y en la Luna

Peso de una piedra en la tierra

La aceleración debida al campo gravitacional de la Tierra es g _Tierra = 9.81 m / s ^2. El peso de una piedra con una masa de 1 kg en la Tierra se puede calcular como:

F _Tierra = 1 [kg] x 9.81 [m / s ² ] = 9.8 [kg m / s ² ] = 9.8 N

Peso de una piedra en Marte

La aceleración de la gravedad en Marte es aproximadamente el 38% de la aceleración de la gravedad en la tierra. La aceleración debida al campo gravitacional de la Luna es g _Marte = 3.71 m / s ² .

Por lo tanto, el peso de la misma piedra con una masa de 1 kg en Marte es:

F _Luna = 1 [kg] x 3.71 [m / s ² ] = 3.71 [kg m / s ² ] = 3.71 N

Peso de una piedra en la luna

La aceleración de la gravedad en la Luna es aproximadamente 1/6 de la aceleración de la gravedad en la tierra. La aceleración debida al campo gravitacional de la Luna es g _Luna = 1.62 m / s ² .

Por lo tanto, el peso de la misma piedra con una masa de 1 kg en la Luna es:

F _Luna = 1 [kg] x 1.62 [m / s ² ] = 1.62 [kg m / s ² ] = 1.62 N

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Este artículo se basa en la traducción automática del artículo original en inglés. Para más información vea el artículo en inglés. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducción, envíela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducción en línea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducción lo antes posible. Gracias.

¿Qué es el proceso de estrangulamiento? Proceso de Isenthalpic: definición

2020-01-112019-09-25 por Nick Connor

Un proceso de estrangulamiento es uno de los procesos isentálpicos. Un proceso de estrangulamiento es un proceso termodinámico, en el cual la entalpía del gas permanece constante. Ingenieria termal

Proceso de estrangulamiento – Proceso Isenthalpic

Un proceso de estrangulamiento es un proceso termodinámico , en el cual la entalpía del gas o medio permanece constante (h = constante) . De hecho, el proceso de aceleración es uno de los procesos isentálpicos . Durante el proceso de aceleración, no se realiza ningún trabajo en el sistema (dW = 0) y, por lo general, no hay transferencia de calor ( adiabático ) desde o hacia el sistema (dQ = 0). Por otro lado, el proceso de estrangulamiento no puede ser isentrópico, es un proceso fundamentalmente irreversible . Características del proceso de estrangulamiento:

Sin transferencia de trabajo
Sin transferencia de calor
Proceso irreversible
Proceso ilealpico

Un estrangulamiento del flujo causa una reducción significativa en la presión , porque un dispositivo de estrangulamiento causa una pérdida de presión local . Se puede lograr un estrangulamiento simplemente introduciendo una restricción en una línea a través de la cual fluye un gas o líquido. Esta restricción se realiza comúnmente mediante una válvula parcialmente abierta o un tapón poroso. Dichas pérdidas de presión generalmente se denominan pérdidas menores , aunque a menudo representan una parte importante de la pérdida de carga . Las pérdidas menores son más o menos proporcional a la cuadrado de la velocidad de flujo y por lo tanto puede ser fácil integrados en la ecuación de Darcy-Weisbach a través de coeficiente de resistencia K .

Por ejemplo, considere la aceleración de un gas ideal que fluye a través de una válvula que está parcialmente abierta. Por experiencia podemos observar que: p _in > p _out , v _in <v _out , donde p es la presión y v es el volumen específico . También podemos observar que las entalpías específicas siguen siendo las mismas, es decir, h _in = h _out .

La entalpía específica es igual a la energía interna específica del sistema más el producto de presión y volumen específico .

h = u + pv

Por lo tanto, si la presión disminuye, el volumen específico debe aumentar si la entalpía debe permanecer constante (suponiendo que u sea constante). Debido a que el flujo de masa es constante, el cambio en el volumen específico se observa como un aumento en la velocidad del gas , y esto también se verifica mediante observaciones.

Si hay un cambio en la energía interna, u, entonces debe haber un cambio de temperatura . Normalmente la temperatura del fluido caerá. Sin embargo, en casos especiales, la temperatura puede permanecer igual o puede aumentar.

Se puede usar una válvula parcialmente abierta o un tapón poroso para reducir la presión en un sistema.

Efecto Joule – Thomson – Coeficiente Joule Thomson

Los cambios de temperatura durante el proceso de regulación están sujetos al efecto Joule-Thomson . A temperatura ambiente y presiones normales, todos los gases, excepto el hidrógeno y el helio, se enfrían durante la expansión del gas. El enfriamiento ocurre porque se debe trabajar para superar la atracción de largo alcance entre las moléculas de gas a medida que se alejan. El efecto depende del valor del coeficiente de Joule-Thomson , que se define como:

Una aplicación del proceso de estrangulamiento ocurre en refrigeradores de compresión de vapor, donde se usa una válvula de estrangulamiento para reducir la presión y reducir la temperatura del refrigerante desde la presión en la salida del condensador hasta la presión más baja existente en el evaporador.

Estrangulamiento de vapor húmedo

El vapor húmedo se caracteriza por la calidad del vapor , que varía de cero a la unidad – intervalo abierto (0,1). El estrangulamiento del vapor húmedo también se asocia con la conservación de la entalpía . La entalpía se conserva porque el sistema no realiza ningún trabajo en el sistema (dW = 0) y, por lo general, no hay transferencia de calor (adiabático) desde o hacia el sistema (dQ = 0). Pero en este caso, una reducción en la presión provoca un aumento en la calidad del vapor . A medida que la presión cae, parte del líquido en el vapor húmedo se vaporiza y aumenta la calidad del vapor (es decir, la fracción de sequedad). Este proceso tiene lugar porque la temperatura de saturaciónes más bajo a la presión más baja. La temperatura más baja, la presión más baja y el vapor de mayor calidad contienen la misma entalpía que el vapor original.

Ejemplo: estrangulamiento del vapor húmedo

Una etapa de alta presión de la turbina de vapor funciona en estado estable con condiciones de entrada de 6 MPa, t = 275.6 ° C, x = 1 (punto C). El vapor sale de esta etapa de la turbina a una presión de 1,15 MPa, 186 ° C yx = 0,87 (punto D). Determine la calidad del vapor del vapor cuando se estrangula de 1.15 MPa a 1.0 MPa. Suponga que el proceso es adiabático y que el sistema no realiza ningún trabajo.

Ver también: Tablas de vapor

Solución:

La entalpía para el estado D debe calcularse utilizando la calidad del vapor:

h _{D, húmedo} = h _{D, vapor} x + (1 – x) h _{D, líquido} = 2782. 0.87 + (1 – 0.87). 790 = 2420 + 103 = 2523 kJ / kg

Dado que es un proceso isentálpico, conocemos la entalpía para el punto T. De las tablas de vapor tenemos que encontrar la calidad del vapor usando la misma ecuación y resolviendo la ecuación para la calidad del vapor, x:

h _{T, húmedo} = h _{T, vapor} x + (1 – x) h _{T, líquido}

x = ( h _{T, húmedo} – h _{T, líquido} ) / ( h _{T, vapor} – h _{T, líquido} ) = (2523 – 762) / (2777 – 762) = 0.874 = 87.4%

En este caso del proceso de estrangulamiento (1.15MPa a 1MPa) la calidad del vapor aumenta de 87% a 87.4% y la temperatura disminuye de 186 ° C a 179.9 ° C.

El estrangulamiento del vapor húmedo generalmente causa un aumento en la calidad del vapor, un aumento en la entropía y una disminución de la temperatura.

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¿Qué es la masa? Definición

2020-01-192019-09-25 por Nick Connor

Qué es la masa. La masa de un objeto es una propiedad fundamental del objeto. Es una medida numérica de su inercia y la medida de la resistencia de un objeto a la aceleración. Ingenieria termal

¿Qué es la misa?

Una de las fuerzas más familiares es el peso de un cuerpo, que es la fuerza gravitacional que la tierra ejerce sobre el cuerpo. En general, la gravitación es un fenómeno natural por el cual todas las cosas con masa se acercan entre sí. Los términos masa y peso a menudo se confunden entre sí, pero es importante distinguirlos . Es absolutamente esencial comprender claramente las distinciones entre estas dos cantidades físicas.

La masa de un objeto es una propiedad fundamental del objeto. Es una medida numérica de su inercia y la medida de la resistencia de un objeto a la aceleración cuando se aplica una fuerza. También es una medida fundamental de la cantidad de materia en el objeto. Cuanto mayor es la masa, mayor es la fuerza necesaria para causar una aceleración dada. Esto se refleja en la segunda ley de Newton (F = ma).La masa de un determinado cuerpo permanecerá constante incluso si cambia la aceleración gravitacional que actúa sobre ese cuerpo. Por ejemplo, en la tierra un objeto tiene una cierta masa y un cierto peso . Cuando el mismo objeto se coloca en el espacio exterior, lejos del campo gravitacional de la Tierra, su masa permanece igual, pero ahora está en una condición “ingrávida”. Esto significa que en esta condición pesará cero, porque la aceleración gravitacional y, por lo tanto, la fuerza será igual a cero.

F = ma = 1 [kg] x 9.81 [m / s ² ] = 9.8 [kg m / s ² ] = 9.8 N

Ejemplo: el peso de una piedra en la Tierra, en Marte y en la Luna

Peso de una piedra en la tierra

La aceleración debida al campo gravitacional de la Tierra es g _Tierra = 9.81 m / s ^2. El peso de una piedra con una masa de 1 kg en la Tierra se puede calcular como:

F _Tierra = 1 [kg] x 9.81 [m / s ² ] = 9.8 [kg m / s ² ] = 9.8 N

Peso de una piedra en Marte

Por lo tanto, el peso de la misma piedra con una masa de 1 kg en Marte es:

F _Luna = 1 [kg] x 3.71 [m / s ² ] = 3.71 [kg m / s ² ] = 3.71 N

Peso de una piedra en la luna

Por lo tanto, el peso de la misma piedra con una masa de 1 kg en la Luna es:

F _Luna = 1 [kg] x 1.62 [m / s ² ] = 1.62 [kg m / s ² ] = 1.62 N

El kilogramo estándar

El símbolo habitual de masa es my su unidad SI es el kilogramo . El estándar de masa del SI es un cilindro de platino e iridio que se mantiene en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas cerca de París y se le asigna, por acuerdo internacional, una masa de 1 kilogramo.

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¿Qué es el proceso politrópico? Definición

2020-01-112019-09-25 por Nick Connor

Un proceso politrópico es cualquier proceso termodinámico que se puede expresar mediante la siguiente ecuación: pVn = constante. Definición y características del proceso politrópico. Ingenieria termal

Proceso politropico

Un proceso politrópico es cualquier proceso termodinámico que se puede expresar mediante la siguiente ecuación:

pV ⁿ = constante

El proceso politrópico puede describir la expansión y compresión del gas, que incluyen la transferencia de calor . El exponente n se conoce como índice politrópico y puede tomar cualquier valor de 0 a ∞, dependiendo del proceso en particular.

Hay algunos casos especiales de n , que corresponden a procesos particulares:

el caso n = 0 , p = constante , corresponde a un proceso isobárico (presión constante) .
el caso n = 1 , pV = constante , corresponde a un proceso isotérmico (temperatura constante) .
el caso n =, pV= constante , corresponde a un proceso isentrópico (entropía constante) .
el caso n ➝ ∞ corresponde a un proceso isocrórico (volumen constante) .

en el caso 1 < n <, en este proceso, el calor y los flujos de trabajo van en direcciones opuestas. Este proceso ocurre, por ejemplo, en la refrigeración por compresión de vapor durante la compresión.
En el caso < n < ∞ , en este proceso, el calor y los flujos de trabajo van en la misma dirección. Este proceso ocurre, por ejemplo, en un motor de combustión interna (por ejemplo, el ciclo Otto), en el que se pierde calor a través de las paredes del cilindro durante el gas. expansión (golpe de poder).

Para un proceso politrópico entre dos estados:

p ₁ V ₁ⁿ = p ₂ V ₂ⁿ

Proceso politrópico - características principales — Proceso politrópico – características principales

proceso politropico - diagrama pv — Procesos politropicos con varios indices politropicos.

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¿Qué es masa versus peso? Definición

2020-01-192019-09-25 por Nick Connor

Masa versus peso: los cuerpos que tienen una gran masa también tienen un gran peso. Pero no son la misma cantidad física. Pero depende del campo gravitacional. Ingenieria termal

Masa contra peso

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El ejemplo de proceso isocrórico – Adición de calor isocrórico – Definición

2020-01-112019-09-25 por Nick Connor

Ejemplo de proceso isocrórico: adición de calor isocrórico. Supongamos que el Ciclo de Otto, los procesos 2 → 3 y 4 → 1 son procesos isocróricos. Ingenieria termal

Proceso isocórico – Proceso isométrico

Un proceso isocrórico es un proceso termodinámico, en el que el volumen del sistema cerrado permanece constante (V = constante). Describe el comportamiento del gas dentro del contenedor, que no puede deformarse. Como el volumen permanece constante, la transferencia de calor dentro o fuera del sistema no funciona con el p∆V , sino que solo cambia la energía interna (la temperatura) del sistema.

En la ingeniería de motores de combustión interna , los procesos isocróricos son muy importantes para sus ciclos termodinámicos (ciclo Otto y Diesel), por lo tanto, el estudio de este proceso es crucial para la ingeniería automotriz.

Ejemplo de proceso isocrórico: adición de calor isocrórico

Supongamos el ciclo Otto , que es uno de los ciclos termodinámicos más comunes que se pueden encontrar en los motores de automóviles . Este ciclo supone que la adición de calor ocurre instantáneamente ( entre 2 → 3 ) mientras el pistón está en el punto muerto superior. Este proceso se considera isocrórico.

Los procesos 2 → 3 y 4 → 1 son procesos isocróricos , en los que el calor se transfiere al sistema entre 2 → 3 y fuera del sistema entre 4 → 1. Durante estos procesos no se realiza ningún trabajo en el sistema ni se extrae del sistema. . El proceso isocrórico 2 → 3 está destinado a representar la ignición de la mezcla de combustible y aire y la posterior combustión rápida.

Proceso isocrórico - características principales — Proceso isocrórico – características principales

Ley de Guy-Lussac — Para una masa fija de gas a volumen constante, la presión es directamente proporcional a la temperatura Kelvin.

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Qué es la masa y el peso – Propiedades – Definición

2020-01-192019-09-25 por Nick Connor

¿Qué es masa y peso? Los términos masa y peso son cantidades físicas y a menudo se confunden entre sí, pero es importante distinguirlos. Ingenieria termal

Masa y peso

Ver también: Ley de Conservación de la Misa.

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¿Qué es el proceso isocórico? – Ecuación de gas ideal – Diagrama pV – Definición

2020-01-112019-09-25 por Nick Connor

Para un proceso ideal de gas y politrópico, el caso n ➝ ∞ corresponde a un proceso isocrórico (volumen constante). En un diagrama pV, el proceso ocurre a lo largo de una línea horizontal que tiene la ecuación V = constante. Ingenieria termal

Proceso isocórico: ecuación de gas ideal

Ver también: ¿Qué es un gas ideal?

Supongamos una adición de calor isocrórica en un gas ideal. En un gas ideal , las moléculas no tienen volumen y no interactúan. Según la ley de los gases ideales , la presión varía linealmente con la temperatura y la cantidad, e inversamente con el volumen .

pV = nRT

dónde:

p es la presión absoluta del gas
n es la cantidad de sustancia
T es la temperatura absoluta
V es el volumen
R es la constante de gas ideal, o universal, igual al producto de la constante de Boltzmann y la constante de Avogadro,

En esta ecuación, el símbolo R es una constante llamada constante de gas universal que tiene el mismo valor para todos los gases, es decir, R = 8.31 J / mol K.

El proceso isocrórico se puede expresar con la ley de los gases ideales como:

En un diagrama pV , el proceso ocurre a lo largo de una línea horizontal que tiene la ecuación V = constante.

El trabajo de presión-volumen del sistema cerrado se define como:

Como el proceso es isocrórico , dV = 0 , el trabajo de presión-volumen es igual a cero . Según el modelo de gas ideal, la energía interna se puede calcular mediante:

∆U = mc _v ∆T

donde la propiedad c _v (J / mol K) se denomina calor específico (o capacidad calorífica ) a un volumen constante porque, bajo ciertas condiciones especiales (volumen constante), relaciona el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por transferencia de calor.

Como no hay trabajo realizado por o sobre el sistema, la primera ley de la termodinámica dicta ∆U = ∆Q. Por lo tanto:

Q = mc _v ∆T

Ver también: Calor específico a volumen constante y presión constante

Ver también: fórmula de Mayer

¿Qué es la línea pseudocrítica – Puntos pseudocríticos – Definición

2020-01-192019-09-25 por Nick Connor

La línea pseudocrítica consiste en puntos pseudocríticos, que son puntos a una presión por encima de la presión crítica y a una temperatura (Tpc> Tcr).

Fluido Supercrítico – Agua Supercrítica

Línea de seudocrítica – puntos seudocríticos . La línea pseudocrítica consiste en puntos pseudocríticos, que son puntos a una presión por encima de la presión crítica y a una temperatura (T _pc > T _cr ) correspondiente al valor máximo del calor específico a esta presión particular.

A presiones superiores a la presión crítica, las propiedades del agua en el reactor cambian gradual y continuamente de aquellas que normalmente asociamos con un líquido (alta densidad, pequeña compresibilidad) a las de un gas (baja densidad, gran compresibilidad) sin un cambio de fase . No hay cambio en la fase del agua en el núcleo. Por otro lado, las propiedades físicas como la densidad, el calor específico, la entalpía específica experimentan cambios significativos, especialmente en el rango de temperatura de la región pseudocrítica (para 25 MPa entre 372 ° C y 392 ° C). Por ejemplo, en un reactor de agua supercrítico típico:

la densidad del agua supercrítica en la entrada y en la salida es de aproximadamente 777 kg / m ³ (para 25MPa y 280 ° C) y 90 kg / m ³ (para 25MPa y 500 ° C),
La entalpía específica del agua supercrítica en la entrada y en la salida es de aproximadamente 1230 kJ / kg (para 25MPa y 280 ° C) y 3165 kJ / kg (para 25MPa y 500 ° C)

Las siguientes figuras muestran el comportamiento de las propiedades termofísicas del agua cerca de los puntos críticos (22.1MPa) y pseudocríticos (25MPa). Cerca del punto crítico, estos cambios de propiedad son dramáticos. En la vecindad del punto pseudocrítico a 25 MPa, estos cambios de propiedad se vuelven menos significativos. A 25 MPa, los cambios de propiedad más significativos ocurren dentro de ± 25 ° C alrededor del punto pseudocrítico (389.4 ° C), esta región se conoce como la región pseudocrítica. Por conveniencia, se considera que las propiedades del fluido debajo del punto pseudocrítico muestran un comportamiento similar al líquido y por encima del punto pseudocrítico muestran un comportamiento similar al gas .

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¿Qué es el proceso isocórico? Proceso isométrico: definición

2021-08-032019-09-25 por Nick Connor

Proceso isocórico: proceso isométrico. Un proceso isocrórico es un proceso termodinámico, en el que el volumen del sistema cerrado permanece constante (V = constante). Ingenieria termal

Proceso isocórico – Proceso isométrico

Un proceso isocórico es un proceso termodinámico, en el que el volumen del sistema cerrado permanece constante (V = constante). Describe el comportamiento del gas dentro del contenedor, que no se puede deformar. Dado que el volumen permanece constante, la transferencia de calor dentro o fuera del sistema no hace funcionar el p∆V , sino que solo cambia la energía interna (la temperatura) del sistema.

Para un gas ideal y un proceso politrópico , el caso n ➝ ∞ corresponde a un proceso isocórico (volumen constante) . A diferencia del proceso adiabático , en el que n = y un sistema no intercambia calor con su entorno (Q = 0; W ≠ 0 ) , en un proceso isocórico hay un cambio en la energía interna (debido a ∆T ≠ 0) y por lo tanto, ΔU ≠ 0 (para gases ideales) y (Q ≠ 0; W = 0 ).

En la ingeniería de motores de combustión interna , los procesos isocóricos son muy importantes por sus ciclos termodinámicos (ciclo Otto y Diesel), por lo que el estudio de este proceso es crucial para la ingeniería automotriz.

Proceso isocórico y la primera ley

La forma clásica de la primera ley de la termodinámica es la siguiente ecuación:

dU = dQ – dW

En esta ecuación, dW es igual a dW = pdV y se conoce como trabajo de contorno . Luego:

dU = dQ – pdV

En el proceso isocórico y el gas ideal, todo el calor agregado al sistema se utilizará para aumentar la energía interna.

Proceso isocórico (pdV = 0):

dU = dQ (para gas ideal)

Isochoric process - main characteristics — Proceso isocórico – características principales

Guy-Lussac's Law — Para una masa fija de gas a volumen constante, la presión es directamente proporcional a la temperatura Kelvin.

Proceso isocórico: ecuación de gas ideal

Ver también: ¿Qué es un gas ideal?

pV = nRT

dónde:

p es la presión absoluta del gas
n es la cantidad de sustancia
T es la temperatura absoluta
V es el volumen
R es la constante de gas ideal, o universal, igual al producto de la constante de Boltzmann y la constante de Avogadro,

En esta ecuación, el símbolo R es una constante llamada constante de gas universal que tiene el mismo valor para todos los gases, es decir, R = 8.31 J / mol K.

El proceso isocrórico se puede expresar con la ley de los gases ideales como:

En un diagrama pV , el proceso ocurre a lo largo de una línea horizontal que tiene la ecuación V = constante.

El trabajo de presión-volumen del sistema cerrado se define como:

Como el proceso es isocrórico , dV = 0 , el trabajo de presión-volumen es igual a cero . Según el modelo de gas ideal, la energía interna se puede calcular mediante:

∆U = mc _v ∆T

Como no hay trabajo realizado por o sobre el sistema, la primera ley de la termodinámica dicta ∆U = ∆Q. Por lo tanto:

Q = mc _v ∆T

Ver también: Calor específico a volumen constante y presión constante

Ver también: fórmula de Mayer

Ley de Guy-Lussac

La Ley de Guy-Lussac o la Ley de Presión, una de las leyes del gas, establece que:

Para una masa fija de gas a volumen constante, la presión es directamente proporcional a la temperatura Kelvin.

Eso significa que, por ejemplo, si duplica la temperatura, duplicará la presión. Si reduce a la mitad la temperatura, reducirá a la mitad la presión.

Puede expresar esto matemáticamente como:

p = constante. T

Sí, parece ser idéntico al proceso isocrórico del gas ideal. Estos resultados son totalmente consistentes con la ley de los gases ideales, que determina que la constante es igual a nR / V. Si reorganiza la ecuación pV = nRT dividiendo ambos lados por V, obtendrá:

p = nR / V. T

donde nR / V es constante y:

p es la presión absoluta del gas
n es la cantidad de sustancia
T es la temperatura absoluta
V es el volumen
R es la constante de gas ideal o universal, igual al producto de la constante de Boltzmann y la constante de Avogadro