La presión y la temperatura

RESIÓN Y TEMPERATURA

1.    ¿Cómo repercute la presión y la temperatura en el ser humano?

En el sistema internacional la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio, frio que puede ser medida, específicamente, con un termómetro. En física, se define como una escalar magnitud relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como energía cinética que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido transnacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más "caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.
PREGUNTAS PROBLEMA

1.    ¿Cómo se calibra un manómetro?

Manómetros de presión

Los manómetros de presión tienen la posibilidad de ir acompañados de un certificado de calibración ISO. Se extiende un protocolo de control con los datos postales de su empresa en el que consta una certificación y calibración de laboratorio de los manómetros de presión, que podrá pertenecer a su base interna de comprobadores ISO y con el que se demuestra que los manómetros de presión tienen la posibilidad de recuperación del patrón de medición nacional. Más información al respecto: Calibración: Control de la corrección de las magnitudes de medición de los aparatos de medición, sin intervención en el sistema de medición. O bien: determinación de la desviación sistemática del indicador con respecto al valor real de la magnitud de medida. Documento o certificado de calibración: documenta las propiedades técnicas del instrumento de medida correspondiente así como la posibilidad de recuperación del patrón de medición nacional. Intervalo de calibración: Para poder realizar mediciones correctas duraderas, los instrumentos de medida deben controlarse o calibrarse periódicamente. Este periodo de tiempo se llama intervalo de calibración. No se puede determinar con precisión cuándo se deben recalibrar los aparatos: 2.    ¿Cómo se calibra un termómetro?

 El termómetro de mercurio consta básicamente de un depósito de vidrio que se prolonga en una varilla provista de un tubo capilar vacío, por el que asciende el mercurio al  dilatarse, como consecuencia de la absorción de calor. Sobre la varilla se graba una escala graduada. La lectura X en la escala está relacionada con la temperatura

T a la que se encuentra el termómetro.

Calibrar un termómetro no es más que encontrar la relación matemática entre X y T. Para ello, se utilizan dos temperaturas conocidas que en nuestro caso serán la de fusión del hielo Tf y la de ebullición del agua,

Te. La fusión y la ebullición son transiciones de fase que, a presión

Constante, ocurren a una temperatura determinada, que se conoce con

Mucha precisión y se mantiene constante a lo largo del proceso de transición.

3.    ¿La presión hidrostática?

 Tiene como objetivo estudiar los líquidos en reposo. Generalmente varios de sus principios también se aplican a los gases. El término de fluido se aplica a líquidos y gases porque ambos tienen propiedades comunes. No obstante conviene recordar que un gas puede comprimirse con facilidad, mientras un líquido es prácticamente incompresible.

La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área (A) de la siguiente forma:

4.    ¿El principio de Arquím [edes?

HISTORIA

La anécdota más conocida sobre Arquimesas, matemático griego, cuenta cómo inventó un método para determinar el volumen de un objeto con una forma irregular. De acuerdo a Vitruvio, arquitecto de la antigua Roma, una nueva corona con forma de corona triunfal había sido fabricada para Hieron llI, tirano gobernador de Sira cusa, el cual le pidió a Arquímedes determinar si la corona estaba hecha de oro sólido o si un orfebre  deshonesto le había agregado Arquímedes tenía que resolver el problema sin dañar la corona, así que no podía fundirla y convertirla en un cuerpo regular para calcular su densidad.

Mientras tomaba un baño, notó que el nivel de agua subía en la tina  cuando entraba, y así se dio cuenta de que ese efecto podría usarse para determinar el volumen  de la corona. Debido a que la compresión del agua sería despreciable, la corona, al ser sumergida, desplazaría una cantidad de agua igual a su propio volumen. Al dividir la masa de la corona por el volumen de agua desplazada, se podría obtener la densidad de la corona. La densidad de la corona sería menor si otros metales más baratos y menos densos le hubieran sido añadidos. Entonces, Arquímedes salió corriendo desnudo por las calles, tan emocionado estaba por su descubrimiento.

. Esta fuerza^[] recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes y se mide en Newton.

 El principio de Arquímedes se formula así:

Donde E es el empuje  , es la densidad del fluido, V el volumen de fluido desplazado  por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje ^[][]actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

5.    ¿la temperatura y sus escalas?

Partiendo de la diferencia de nivel que el mercurio toma, cuando se toma el termómetro en el hielo fundente y cuando lo está entre agua en ebullición en condiciones normales de presión, por convención, esta longitud por así decirlo se expresa con distintas divisiones que dan origen a las diferentes escalas termométricas. En la actualidad se emplean diferentes escalas de temperatura; entre ellas está la escala Celsius también conocida como escala centígrada, la escala Fahrenheit, la escala Kelvin, la escala Ranking o la escala termodinámica internacional. En la escala Celsius, el punto de congelación del agua equivale a 0°C, y su punto de ebullición a 100 °C. Esta escala se utiliza en todo el mundo, en particular en el trabajo científico. La escala Fahrenheit se emplea en los países anglosajones para medidas no científicas y en ella el punto de congelación del agua se define como 32 °F y su punto de ebullición como 212 °F. En la escala Kelvin, la escala termodinámica de temperaturas más empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir, −273,15 °C. La magnitud de su unidad, llamada kelvin y simbolizada por K, se define como igual a un grado Celsius. Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo es la escala Ranking, en la que cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala Fahrenheit. En la escala Ranking, el punto de congelación del agua equivale a 492 °R, y su punto de ebullición a 672 °R. En la escala Reaumur también se pone 0 en el punto de fusión del hielo, pero en el punto de ebullición del agua se pone 80.

RELACIONES ENTRE LAS ESCALAS.

Ya que la misma longitud, dilatación entre los puntos fijos, se divide en diferentes clases de divisiones, es natural que esas divisiones no siendo iguales deban tener entre sí una relación matemática sencilla. En efecto, la misma longitud, comprende:

100 grados de Celsius;

80 grados de Reaumur;

180 grados de Fahrenheit;

100 grados Kelvin;

180 grados Rankine.

De estas cifras, se desprende la siguiente proporción:

100º C = 80º R = 180ºF = 100ºK = 180º RA.

6.    ¿Relación del volumen del agua con la temperatura?

Para calcular el volumen del agua haga lo siguiente:

Longitud x Anchura x Profundidad media = volumen del agua

La profundidad media se calcula sumando la profundidad de la parte menos honda y la profundidad de la parte más honda dividido entre 2.

Si multiplicamos una longitud de 18 metros por 8 metros de anchura, sumamos 1 metro de profundidad de la parte menos honda más 2 metros de profundidad de la parte más honda y dividimos el resultado de la suma entre 2, obtenemos una profundidad media de 1,5 metros.
Por tanto el volumen es 18 x 8 x 1,5 = 216 metros cúbicos = 216.000 litros.

7.    ¿Relación del aire con la temperatura?

La altitud y la densidad del aire:

Air density and specific volume as functions of altitude above sea level can be indicated as in the diagrams below: Volumen de aire variable (VAV) es un tipo de calefacción, ventilación, aire acondicionado del sistema. The simplest VAV system incorporates one supply duct that, when in cooling mode, distributes approximately 55 °F (13 °C) supply air. El sistema más simple VAV incorpora un conducto de suministro que, cuando está en modo de refrigeración, distribución de aproximadamente 55 ° F (13 ° C) de suministro de aire. Debido a que la temperatura de aire de suministro es constante, la velocidad del flujo de aire debe variar para satisfacer la creciente y sirvió la caída de las ganancias de calor o perdidas dentro de la zona térmica.

There are two primary advantages to VAV systems. Hay dos ventajas principales de los sistemas de VAV. The fan capacity control, especially with modern electronic variable-speed drives , reduces the energy consumed by fans, which can be a substantial part of the total cooling energy requirements of a building. El control de la capacidad del ventilador, especialmente con los modernos electrónicos de velocidad variable,  reduce la energía consumida por los ventiladores, que puede ser una parte sustancial de los requisitos totales de energía de refrigeración de un edificio. Dehumidification is greater with VAV systems than it is with constant-volume system, which modulate the discharge air temperature to attain part load cooling capacity. La des humidificación es mayor con los sistemas VAV de lo que es con volumen constante del sistema, que modulan la temperatura del aire de descarga para alcanzar carga parcial capacidad de enfriamiento.

PREGUNTAS GENERADORAS

¿Cuál es la diferencia fundamental entre una presión barométrica y la manométrica?

Muchas técnicas se han desarrollado para la medición de presion  y vacío . Instruments used to measure pressure are called pressure gauges or vacuum gauges . Los instrumentos utilizados para medir la presión se llaman manómetros o medidores de vacío.

A manometer could also refer to a pressure measuring instrument , usually limited to measuring pressures near to atmospheric. Un manómetro también puede referirse a una presión instrumento de medición , por lo general se limitan a medir la presión cerca de la atmosférica. The term manometer is often used to refer specifically to liquid column hydrostatic instruments. El manómetro término se utiliza a menudo para referirse específicamente a instrumentos líquidos columna hidrostática.

A vacuum gauge is used to measure the pressure in a vacuum —which is further divided into two subcategories, high and low vacuum (and sometimes ultra-high vacuum ). Un manómetro de vacío se utiliza para medir la presión en un vacío , que se divide en dos subcategorías, alto y bajo vacío (y algunas veces ultra-alto vacío ). The applicable pressure range of many of the techniques used to measure vacuums have an overlap. El intervalo de presión aplicable de muchas de las técnicas utilizadas para medir vacíos tienen una superposición. Hence, by combining several different types of gauge, it is possible to measure system pressure continuously from 10 mbar down to 10 ⁻¹¹ mbar. Por lo tanto, mediante la combinación de varios tipos diferentes de calibre, es posible medir la presión.

El exceso de presión sobre la presión atmosférica se suele denominar presión manométrica.
Total pressure is called absolute pressure La presión total se llama presión absoluta
Gauge & atms pressures are related by Medidor de presión y los cajeros automáticos están relacionados por
Gauge pressure = absolute pressure - atmospheric pressure La presión manométrica = presión absoluta / la presión atmosférica.

La presión atmosférica:

 es la fuerza por unidad de área ejercida en una superficie por el peso de aire por encima de esa superficie en la atmósfera de la Tierra (o la de otro planeta). In most circumstances atmospheric pressure is closely approximated by the hydrostatic pressure caused by the mass of air above the measurement point. En la mayoría de las circunstancias de la presión atmosférica está estrechamente aproximada por la presión hidrostática causada por la masa de aire por encima del punto de medición. Likewise, as elevation increases, there is less overlying atmospheric mass, so that pressure decreases with increasing elevation. Asimismo, como elevación aumenta, hay menos masa supra yacente atmosférica, de modo que la presión disminuye al aumentar la elevación. On average, a column of air one square centimeter in cross-section, measured from sea level to the top of the atmosphere, has a mass of about 1.03 kg and weight of about 10.1 N (2.28 lb _f ) (A column one square inch in cross-section would have a mass of about 14.7 lbs and weight of about 65.4 N). En promedio, una columna de aire de un centímetro cuadrado en sección transversal, medido desde el nivel del mar a la parte superior de la atmósfera, tiene una masa de aproximadamente 1,03 kg y peso de alrededor de 10,1 N (2,28 libras (Una columna una pulgada cuadrada en sección transversal que tiene una masa de alrededor de 14,7 libras y el peso de aproximadamente 65,4 N).

Barometric pressure, also called air pressure or atmospheric pressure, is the pressure exerted by the weight of air over a given area of Earth's surface. La presión barométrica, también llamada presión de aire o presión atmosférica, es la presión ejercida por el peso del aire sobre una zona determinada de la superficie terrestre. This value is a function of how many molecules of air there are in a specific area, how fast those molecules are moving, and how often they collide. Este valor es una función de cuántas moléculas de aire que hay en un área específica, la velocidad de las moléculas se están moviendo, y con qué frecuencia chocan entre sí. (Molecules are particles made by the chemical combination of two or more atoms.) Barometric pressure is measured by an instrument called a barometer. (Las moléculas son partículas formadas por la combinación química de dos o más átomos.) La presión barométrica se mide con un instrumento llamado barómetro.

The barometric pressure at any given location is constantly changing.water has a greater volume at a high temperature (it goes from liquid to gas form); but when water freezes at low temperatures it also expands (like when you freeze a plastic bottle of water and the plastic breaks). El agua tiene un volumen mayor a una temperatura alta (que va de líquido a estado gaseoso), pero cuando el agua se congela a bajas temperaturas también se expande (como cuando se congele una botella de plástico de agua y los saltos de plástico).

A presión constante, la temperatura es proporcional al volumen del gas.
At constant temperature, volume is inversely proportional to pressure. A temperatura constante, el volumen es inversamente proporcional a la presión.
The first one is the real relation between the volume and temperature of gases. La primera es la relación real entre el volumen y la temperatura de los gases.