CALOR Y TEMPERATURA
Introducción:
El cuerpo humano debe mantener su temperatura a unos 37 C eso se logra a través de la energía desprendida por los alimentos que ingerimos y por el proceso propio de la respiración.
Decimos que la piel es nuestro primer termómetro, ella nos dá la idea de frío y calor pero es solo una sensación. Podemos ver en un día frío gente muy abrigada y al mismo tiempo otras mas bien desabrigadas, sin embargo la temperatura es la misma. Si traemos a una persona que vive sobre la línea del ecuador a BS AS un día primaveral sentirá seguramente frío, en cambio un esquimal sentirá ese mismo día calor ¿quien tiene razón? pues ambos. ¿puedes decir el motivo?
actualmente se considere el calor como energía en tránsito, los cuerpos ceden y ganan calor pero no lo poseen. una bebida fría puesta a la temperatura del medio ambiente seguramente se calentará y viceversa.
La temperatura es la medida de la Energía cinética media de las moléculas de un determinado cuerpo.cuando un cuerpo recibe calor aumenta la energía cinética de sus moléculas por lo tanto aumenta su temperatura. Si nos frotamos las manos lo notaremos claramente.
Medida de la temperatura
Escalas termométricas:
Desde la antiguedad se buscó la forma de determinar mediante un valor dado cual era el grado de calor de un cuerpo. se idearon entonces aparatos muy ingeniosos que por dilatación de un líquido incorporado en su interior marcara ó cuantificara ese valor. así nacieron las distintas escalas termométricas, siendo las más conocidas y empleadas:
Escala centígrada
Escala Fahrenheit
Escala Kelvin
Escala Remur
La escala Centígrada es la empleada por nosotros, está dividida en 100 partes iguales y posee dos puntos fijos: El cero que corresponde al punto de fusión del agua pura y el 100 que corresponde al punto de ebullición del agua pura. ambas tomadas a 1 atmósfera de presión. Es aplicable en los países latinos.
La escala Fahrenheit es usada en los países anglo- sajones y posee dos puntos: 32 F corresponden a nuestro 0C y 212 F que corresponden a nuestro 100C, luego la escala se divide en 180 partes iguales.
La escala Kelvin ó absoluta fija el valor de 0 K a la temperatura más baja que puede existir, a esa temperatura el mismísimo electrón deja de vibrar, y se corresponde con el valor de - 273 C (bajo cero!!!)
273 K equivalen a o C y 373 K a 100 C. El cero absoluto practicamente fué alcanzado en la década del 60.
La escala Remur es poco usada y posee dos puntos el cero y el 80 que corresponden a nuestro cero y 100 respectivamente.
Fórmulas de equivalencias ó de conversión:
C = F - 32 = K - 273 = R
100 180 100 80
Esta fórmula es muy práctica y sencilla aunque ya muchos no la utilizan.
La medida del calor:
El científico británico James P Joule (1818 - 1889) demostró que un trabajo mecánico determinado siempre producía la misma cantidad de calor. usó un aparato llamado calorímetro de Joule consistente en un recipiente aislado que tenía un agitador en su interior movido por una polea en la cual se dejaba caer una pesa metálica. se vió que para aumentar en 1 grado Celsius cada gramo de agua era necesaria una energía de 4,18 Joules.
La caloría es la cantidad de energía que debe absorver un gramo de agua a 15,5 C para aumentar su temperatura en 1 C. Es decir pasar de 15,5C a 16,5C. (a menores temperaturas se necesitarian más calorías y a mayores menos).
La relación es: 1 cal = 4,18 Joule
también 1Kcal = 4,18 Kjoule. (kilo)
así se demostró que el calor era solo un tipo más de energía.
Transmisión del calor:
hay tres formas de transmisión:
1) Conducción: Las moléculas de un cuerpo absorven calor directamente de una fuente de calor. por ej si coloco una varilla metálica sobre el fuego ésta toma calor. las moléculas vibran pero sin desplazarse solo le transmiten esa vibración a las moléculas vecinas. Toda la varilla puede llegar a calentarse.
2) Convección: Si enciendo una estufa el ambiente se calienta y se establecen corrientes de convección el aire caliente posee menos densidad que el aire frío entonces asciende desplazando las capas de aire superiores que son obligadas a bajar y se genera así una corriente de convección. Lo mismo sucede al calentar agua en un recipiente. las moléculas en éste caso viajan por el líquido ó por el aire. también aumenta la vibración molecular por el aumento de su energía cinética.
3) Radiación: Es la forma de propagación del calor en el vacío. por ej el sol envía calor constantemente a la tierra por radiación.
Efectos del calor:
El calor dilata los cuerpos.
Al calentar un sólido éste aumenta su longitud y espesor en el caso de ser una varilla plana y aumenta su diámetro en el caso de ser una bolilla.
Las tapàs de válvulas y la tapa propiamente dicha de los motores de coches se apretan con un determinado torque para evitar que se deformen por efecto de las altas temperaturas de trabajo, lo mismo ocurre con los rieles de las vías de trenes, las vias presentan una determinada separación para permitir su dilatación. Los caminos presentan cintas de brea por el mismo motivo.
Los líquidos y gases también se dilatan con el calor. Una aplicación es el termómetro que aprovecha la dilatación del mercurio interior ó del alcohol coloreado que lleva para medir temperaturas.
Si colocamos un globo ó una pelota en un lugar caliente (aunque no tanto) se dilatan y pueden llegar a explotar.
como anécdota personal cierta vez me explotó una pelota de fútbol muy inflada cuando la puse en el interior del coche.
lo mñás peligroso es la dilatación de los neumáticos en ruta, cuando la presión de inflado es alta. conviene inflarlos con menos presión a la indicada en los meses de verano.
martes, 5 de noviembre de 2013
lunes, 14 de octubre de 2013
APLICACIONES DE LOS DESCUBRIMIENTOS EN ELECTRICIDAD
APLICACIONES DE LOS DESCUBRIMIENTOS EN ELECTRICIDAD
EFECTO JOULE: Cuando una corriente eléctrica atraviesa un conductor éste aumenta su temperatura.
La unidad de calor es la caloría.
1 caloría es la cantidad de calor necesaria para que al aplicarle calor a 1 gr de agua a la temmperatura de 15.5 C la misma suba hasta 16.5 C
1 joule equivale a 0.24 cal.
Ley de Joule: El calor que desarrolla una corriente eléctrica al pasar por un conductor es directamente proporcional a la resistencia , al cuadrado de la intensidad de corriente y al tiempo que dura la misma.
Aplicaciones:
los aparatos eléctricos productores de calor son aplicaciones de éste efecto, por ejemplo: calentadores de agua, (calefones eléctricos, pavas eléctricas, etc) estufas eléctricas, hornos eléctricos, cortadores de plásticos y vidrios, plancha eléctrica. soldadoras eléctricas, Etcétera.
Efectos indeseables del efecto Joule:
A veces el calentamiento de conductores no es deseable por ej cuando circula corrientye por un circuito y los cables comienzan a calentar se puede producir un incendio. A veces basta con poner cables más gruesos ó bien revisar la instalación en busca de desperfectos. El incendio de muchas casas y coches se dá por éstas circunstancias. Una forma de proteger el circuito es colocando fusibles térmicos en el mismo, al producirse un cortocircuito es el fusible el que salta e impide daños mayores.
Más aplicaciones:
termostatos: Son aparatos que constan de dos láminas de distintos metales dispuestos paralelos y unidos a una base común, como los metales tienen distinto coeficiente de dilatación al producise calor una de las láminas se separa y corta el paso de corriente al enfriarse vuelven a unirse y se repite el ciclo.
Los termostatos se emplean en baños de aguas, estufas eléctricas, etcétera y sirven para mantener una temperatura uniforme y hasta un cierto valor.
lámparas eléctricas incandescentes: Cuando circula corriente por un circuito si tenemos un conductor de bajo punto de fusión éste se calienta y se pone incandescente, por ej el Tungsteno ó Wolframio, así se fabrican las lámparas al vacío que duran unas 1000 hs.de uso.
EL EFECTO OERSTED.
APLICACIONES
Cuando circula corriente eléctrica por un conductor se crea un campo electromagnético en el mismo.
esto se demuestra poniendo en corto una pila con un trozo de cable y acercando una brújula pequeña al conductor se vé como la aguja de la brújula se pone paralela al conductor señalando su flecha Norte el polo negativo de la pila.
También si enrrollamos un cable eléctrico alrrededor de una pila veremos al conectar el cable a los polos de la misma que la corriente que circula crea un campo tal que es capaz de atraer objetos ferrosos. esto es el principio del electroimán, usado para levantar pesadas cargas metálicas.
otras aplicaciónes del efecto Oersted son : el portero eléctrico , el timbre, el regulador de voltaje
electromecánico, el telégrafo, el galvanómetro, el téster. el relé, etcétera.
EFECTO FARADAY:
En un circuito eléctrico se produce una corriente inducida cuando varía el número de lineas de fuerzas magnéticas que lo atraviesa.
Por ej al variar el campo magnético sobre un circuito se produce una corriente eléctrica. si tenemos un galvanómetro y lo conectamos a un enrrollamiento en espiral de un cable conductor y acercamos un imán al mismo se produce una corriente eléctrica. al alejar el imán la corriente cambia de sentido.
Son aplicaciones de éste efecto: El fonógrafo de A Edison, el teléfono de G Bell, y el micrófono.
Todos éstos descubrimientos científicos se dieron entre 1880 y 1900. Cambiarían el modo de vivir de las personas para siempre.
Mas adelante se inventaría el transformador, la bobina eléctrica, el amperímetro, el amplificador, el parlante, las válvulas, hasta llegar a la pantalla de televisión que se ideó a partir de las experiencias de Thomson con su tubo de rayos catódicos en el año 1886.
FOTOGRAFIAS DE APARATOS ELÉCTRICOS
HASTA ACÁ VEMOS: téster digital moderno. Tubo de vacío usado por Thomson. estación de radio y desarme del equipo transmisor. combinado Odeon mod 1960. 2 Relés. Auto Rutero desarmado mostrando la restauración del circuito eléctrico y el modelo terminado con las luces encendidas.
AHORA MÁS FOTOS DE APARATOS ELECTRICOS:
Secadores caseros de laboratorio.
teléfono Candel año 1920. original.
telégrafo moderno.
téster analógico
Timbre antuguo a campanilla. restaurado.
Viendo cada imágen podrás indicar que principios se usan en cada caso.
miércoles, 25 de septiembre de 2013
martes, 27 de agosto de 2013
Modelos de coches clásicos
MODELOS DE COCHES CLÁSICOS
Como funciona el motor de un coche.
COMO FUNCIONA EL MOTOR DE UN COCHE
El motor de un auto cumple la función de transformar en energía mecánica la energía calorífica contenida en el combustible, nafta, gas oil, GNC, Hidrógeno, Biodiesel, alconafta, etc.
Dicha energía mecánica es transmitidas a las ruedas del coche para darle movimiento.
Al oprimir el botón de puesta en marcha se activa un motor eléctrico ó motor de arranque que al rotar obliga al motor también a girar. la impulsión tiene lugar sobre el cigueñal del motor, que obliga a poner en marcha al mismo. simultaneamente la bomba de nafta envía combustible filtrado al carburador quie lo pulveriza y lo inyecta al motor. cada pistón sube y baja alternadamente dentro de su respectivo cilindro, pues está vinculado al cigueñal mediante una biela. la rotación del cigueñal mediante los engranajes de distribución pone en movimiento el árbol de levas, cuyops excéntricos hacen que suban y bajen alternativamente las válvulas de admisión y de escape, que abren y cierran la entrada de combustible al cilindro y expulsan los gases quemados. (dióxido de carbono, monóxido de carbono, y otros) el cilindro es hermético.
baja el pistón y produce un vacío en su cilindro abriendo la válvula de admisión, la cual comunica con el carburador. la succión hará que penetre combustible al cilindro del siguiente modo:
la succión produce una fuerte corriente de aire que entrando por el filtro de aire pasa frente a una diminuta perforación del pulverizador, la nafta así es arrastrada por el aire, entra al cilindro una mezcla de aire y nafta. cuando el pistón termina su carrera la válvula de admisión se cierra, el pistón sube y comprime la mezcla contra el cilindro.
En tanto por la bobina circula una corriente de baja tensión proveniente de la batería, al llegar el pistón al punto superior una leva hace que se separen los contactos del Platino situado en el distribuidor, con ello se interrumpe la corriente de la bobina generando un impulso de alta tensión en el otro arrollamiento de dicha bobina, el impulso eléctrico va al distribuidor y de allí a cada bujía en forma de chispa que enciende la mezcla en el cilindro obligando la explosión originada a bajar al pistón, el que por medio de la biela obliga a girar al cigueñal. al bajar el pistón sube de nuevo y se eliminan gases de la combustión por la válvula de escape, se repite el ciclo.
Para que un motor se mantenga funcionando su temperatura debe ser de 80 Celsius. las distintas explosiones y rozamientos calientan al motor y éste debe ser enfriado por agua que pasa desde el radiador, su base contiene agua que es impulsada por medio de la bomba de agua al block externo del motor así enfría cada parte y luego es impulsada al radiador cayendo por pequeños cañitos hasta su base y repite el ciclo. En tanto el motor debe ser lubricado mediante circulación de aceite por su seno, ese aceite es filtrado en su recorrido por el filtro de aceite que retiene impurezas.
La batería y el alternador son la fuente eléctrica del automóvil imprescindibles para su funcionamiento en tanto el regulador electrónico de voltaje mantiene una tensión constante de unos 13 volts en el circuito eléctrico, la que asciende hasta 13.6 volts durante la marcha.
la batería posee 6 elementos que brindan 12 voltios y 75 amperes de intensidad de corriente.
Fallas eléctricas, suciedades, nafta pobre ó con agua son causales del mal funcionamiento del mismo.
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Esquemas de motores: Motor Chevy master 1937.
Observar sus componentes:
Carburador. bobina de encendido. distribuidor. cables de bujías. regulador de voltaje .
motor de Ford falcon 1977 motor 188 3.0 116HP a 4000 RPM
consumo en ruta = 12lts cada 100kms
la nafta contiene agua y no puede ponerse en marcha.
lunes, 26 de agosto de 2013
Imágenes de Biodigestores
IMÁGENES DE BIODIGESTORES
recordamos que el biodigestor tiene distintas capacidades según el uso que se le va a dar y que la planta puede ser continua ó discontinua.
También para iniciar la biodigestión se necesitará de lodo anaerobio. El mismo es un compuesto obtenido del filtrado de aguas servidas que posee un purificado ulterior para seleccionar las bacteria que se necesitarán en la biodigestión.
Algunas imágenes son:
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