89001297 Fisica y Quimica PT

8/10/2019 89001297 Fisica y Quimica PT

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Estudios

Generales

NIVELPROFESIONAL TCNICO

CDIGO: 89001297

000977

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

Fsica y Qumica

DIRECCIN NACIONALGERENCIA ACADMICA


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MATERIAL DIDCTICO ESCRITO

CICLO : ESTUDIOS GENERALES

CURSO : FSICA Y QUMICA

NIVEL : PROFESIONAL TCNICO

Con la finalidad de uniformizar el desarrollo de la formacin profesional en el Ciclo deEstudios Generalesa nivel nacional y dando la apertura de un mejoramiento continuo,se autoriza la APLICACIN Y DIFUSIN del material didctico escrito referido aFSICA Y QUMICA.

Los Directores Zonales y Jefes de Centros de Formacin Profesional son losresponsables de su difusin y aplicacin oportuna.

AUTORIZACIN Y DIFUSIN

DOCUMENTO APROBADO POR ELGERENTE ACADMICO DEL SENATI

N de Pginas:..............156.............

Firma: ...Lic. Jorge Chvez Escobar

Fecha: ...


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UNIDADES

Unidad I : MEDICIN Y UNIDADES DEL SISTEMA INTERNACIONAL (SI).

Unidad II : MATERIA Y SUS CARACTERSTICAS.

Unidad III : TOMO, MOLCULA Y SUSTANCIAS.

Unidad IV : CINEMTICA.

Unidad V : ENERGA.

Unidad VI : FUERZAS.

Unidad VII : MQUINAS SIMPLES.

Unidad VIII : ROZAMIENTO Y PRESIN.

Unidad IX : NOCIONES DE ELECTROSTTICA Y ELECTRODINMICA.

Unidad X : NOCIONES DE ELECTRODINMICA Y MAGNETISMO.


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NDICE

UNIDAD 01: MEDICIN Y UNIDADES DEL SISTEMA INTERNACIONAL (SI).1.1 Metrologa:

Generalidades.

El control.

Medir.

1.2 El Sistema Internacional de unidades (de base, suplementarias y derivadas).

1.3 Reglas para el uso del sistema.

1.4 Definicin de las unidades de base del SI.

1.5 Unidades dimensionales lineales.

1.6 Sistema mtrico decimal.

1.7 Sistema ingls.

1.8 Normas generales de medicin.

Prctica intensiva con reglas graduadas.

UNIDAD 02: MATERIA Y SUS CARACTERSTICAS.

2.1 Materia y sus estados fsicos.

2.2 Propiedades de la materia.

Propiedades generales.

Propiedades especficas.

2.3 Material: Propiedades.Propiedades fsicas.

Propiedades qumicas.

Propiedades tecnolgicas.

2.4 Clasificacin de los materiales.

2.5 Cristalizacin de los metales.

UNIDAD 03: TOMO, MOLCULA Y SUSTANCIA.3.1 Constitucin de la materia.

3.2 Estructura de la materia.3.3 Mezcla y combinacin.

Mezcla homognea.

Mezcla heterognea.

Combinacin.

3.4 Elemento qumico.

Smbolos.

Frmulas.

3.5 Qumica y sus aplicaciones.3.6 Fenmenos.


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Fenmenos fsicos.

Fenmenos qumicos.

3.7 Aleaciones.

Tipos de aleaciones.

UNIDAD 04: CINEMTICA.

4.1 Elementos bsicos del movimiento.

4.2 Movimiento rectilneo uniforme (MRU).

Velocidad.

Unidad de velocidad.

4.3 Movimiento rectilneo uniformemente variado (MRUV).

Aceleracin.

Unidades del movimiento.

Leyes del movimiento rectilneo uniformemente variado.

Frmulas del movimiento rectilneo uniformemente variado.

4.4 Movimiento circular.

Elementos bsicos del movimiento circular.

Velocidad lineal.

Velocidad angular.

UNIDAD 05: ENERGA.

5.1 Energa: concepto.

Formas de energa.

5.2 Concepto de calor.

Fuentes de calor.

Clculo del calor.

Temperatura (relacin entre las escalas de temperaturas).

5.3 Efectos del calor:

Variacin de temperatura.

Dilatacin de los cuerpos.

Cambios de estado fsicos.

Aplicacin de la dilatacin de slidos y lquidos.

5.4 Propagacin del calor.

Conduccin.

Conveccin.

Radiacin.


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UNIDAD 06 : FUERZAS

6.1 Definicin.

6.2 Unidades de fuerza.

6.3 Formas de accin de las fuerzas.

6.4 Accin y reaccin (3raLey de Newton).

6.5 Posicin relativa de los vectoresfuerza.

Mtodo grfico.

Mtodo del paralelogramo.

Mtodo del tringulo.

Mtodo del polgono.

6.6 Composicin y descomposicin de fuerzas.

6.7 Fuerzas paralelas (procedimiento grfico).

6.8 Procedimiento analtico.Primera condicin de equilibrio.

6.9 Momento de una fuerza.

Momento positivo.

Momento negativo.

6.10 Teorema de Varignon.

6.11 Segunda condicin de equilibrio.

6.12 Fuerzas paralelas del mismo sentido y de sentido contrario.

6.13 Cupla o par de fuerzas.

UNIDAD 07 : MQUINAS SIMPLES

7.1 Mquinas simples: definicin.

7.2 Palancas: definicin, ventaja mecnica, clases de palanca:

Primer gnero.

Segundo gnero.

Tercer gnero.

7.3 Plano inclinado.

Ventaja mecnica.7.4 Polea.

Polea fija.

Polea mvil.

7.5 Polipastos (aparejos).

Aparejo potencial.

Aparejo factorial.

Aparejo diferencial.

7.6 Tornillo.

Ventaja mecnica.


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7.7 Torno.

Ventaja mecnica.

UNIDAD 08 : ROZAMIENTO Y PRESIN.

8.1 Rozamiento fuerzas pasivas.

8.2 Clases de rozamiento.

Rozamiento de adherencia.

Rozamiento de deslizamiento.

Rozamiento de rodadura.

Coeficiente de rozamiento.

8.3 Ventajas e inconvenientes.

8.4 Nociones presin.

8.5 Diferencia entre fuerza y presin.

Barmetro.

Manmetro.

8.6 Relacin entre la fuerza y rea de la superficie de apoyo.

8.7 Principio de pascal.

8.8 Prensa hidrulica.

UNIDAD 09 : NOCIONES DE ELECTROSTTICA Y ELECTRODINMICA.

9.1 Electrosttica (definicin).

9.2 Electrizacin.

Carga positiva.

Carga negativa.

9.3 Conductores y aislantes.

9.4 Leyes de la electrosttica:

Ley de cargas.

Ley de Coulomb.

9.5 Electrodinmica (definicin).

Corriente elctrica.Intensidad de corriente elctrica.

Ley de Ohm.

UNIDAD 10 : NOCIONES DE ELECTRODINMICA Y MAGNETISMO.

10.1 Combinacin de resistencias.

Resistencia en serie.

Resistencia en paralelo.

10.2 Magnetismo (definicin).Polos magnticos de un imn recto.


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Interacciones magnticas.

Campo magntico.

10.3 Nociones bsicas de electromagnetismo.

Efecto Oesterd.Regla de la mano derecha.


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OBJETIVOS GENERALES:

Al finalizar el estudio de las lecciones contenidas en las unidades deaprendizaje de Fsica y Qumica, el estudiante deber estar en condiciones de:

Identificar las unidades dimensionales lineales y usar correctamente la

regla graduada.

Identificar las propiedades generales y especficas de la materia, adems

de la estructura de la materia, elementos y aleaciones.

Identificar los tipos de movimiento en cinemtica.

Identificar los tipos de energa.

Aplicar ecuaciones al clculo de fuerzas y mquinas simples.

Conocer los principios bsicos de la electrosttica y electro dinmica.

Conocer los principios fundamentales de Fsica y Qumica para el

afianzamiento posterior de capacidades profesionales.

Conocer a travs de ejemplos, la realidad fsica y ser generadora de su

propio aprendizaje a fin de encontrar con imaginacin soluciones aproblemas concretos y a situaciones nuevas.


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UNIDAD 01

MEDICION Y UNIDADES DELSISTEMA INTERNACIONAL(SI)


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I. MEDICIN Y UNIDADES DEL SISTEMA INTERNACIONAL

(S.I)

1.1. METROLOGA.

Generalidades. La metrologa se aplica a todas las magnitudes

determinadas y, en particular, a las dimensiones lineales y angulares de las

piezas mecnicas. Ningn proceso de medicin permite que se obtenga

rigurosamente una dimensin prefijada. Por esa razn, es necesario

conocer la magnitud del error tolerable, antes de seleccionarse los medios

de fabricacin y control convenientes.

El

control.

El control no tiene por fin, solamente retener o reajustar los

productos fabricados fuera de las normas, se destina antes, a orientar la

fabricacin evitando errores. Representa por consiguiente, un factor

importante en la reduccin de las prdidas generales y en la mayor

productividad.

Un control eficaz debe ser total, esto es, debe ser tomado en las etapas de

transformacin de la materia, integrndose en las operaciones despus de

cada fase de utilizacin.

Todas las operaciones de control dimensional son realizadas por medio de

aparatos e instrumentos; debindose por tanto, controlar no solamente las

piezas fabricadas, sino tambin los instrumentos verificadores como:

- Desgastes, en los verificadores con dimensiones fijas.

- Regulacin en los verificadores con dimensiones variables.

Esto se aplica tambin a las herramientas, a los accesorios y a las mquinasherramientas utilizadas en la fabricacin.

Medicin. El concepto de medir en s da, una idea de comparacin; como

slo se pueden comparar cosas de la misma especie, cabe presentar para la

medicin la siguiente definicin:

Medir es comparar una magnitud, con otra de la misma especie,

tomndola como unidad


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Magnitud.Es todo lo que se puede medir, para lo cual usamos una unidad

de medida.

Por ejemplo: la altura, el peso de un cuerpo, la velocidad o el volumen sonejemplos de magnitudes por que se pueden medir.

1.2. EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI).

Este sistema naci por acuerdo de la undcima Conferencia General de Pesas

y Medidas que se desarroll en Pars, Francia en 1960.

Este sistema no es otra que la evolucin mxima a la que lleg el sistemamtrico decimal y esta formado por unidades de base, unidades

suplementarias y unidades derivadas.

Unidades de base SI

Magnitud Unidad Smbolo

longitud metro m

masa kilogramo kg

tiempo segundo s

intensidad de corriente elctrica ampere A

temperatura termodinmica kelvin K

intensidad luminosa candela cd

cantidad de sustancia mol mol

Unidades suplementarias SI


ngulo plano radin rad

ngulo slido estereorradin sr


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Unidades derivadas del Sistema Internacional (SI).

Son unidades que se forman de la combinacin entre las unidades de base y/o

las suplementarias.


Frecuencia. hertz Hz 1 Hz = 1 s-1Fuerza. newton N 1 N = 1kg.m/s2Presin. pascal Pa 1 Pa = 1N/mTrabajo, energa, cantidad de calor. joule J 1 J = 1N.mPotencia. watt W 1 W = 1 J/sCantidad de electricidad. coulomb C 1 C = 1A.s

Potencial elctrico, diferencia depotencial, tensin, fuerzaelectromotriz.

volt V 1 V = 1J/C

Capacidad elctrica. farad F 1 F = 1C/VResistencia elctrica. ohm 1 = 1V/AConductancia elctrica. siemens S 1 S = 1 - Flujo de induccin magntica, flujomagntico.

weber Wb1Wb = 1V.s

Densidad de flujo magntico,induccin magntica.

tesla T1 T = 1Wb/m

Inductancia. henry H 1 H = 1Wb/AFlujo luminoso. lumen lm 1 lm = 1cd.srIluminacin. lux lx 1 lx = 1 lm/m

Superficie. metro cuadrado m2Volumen. metro cbico m3Velocidad. metro por segundo m/s

Aceleracin.metro por segundo

al cuadradom/s2

ngulo plano.grado minuto

segundo

Tiempo.minuto minhora hda d

As mismo se puede formar mltiplos y submltiplos decimales de cada unidad,

mediante el uso de prefijos.


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PREFIJOS EN EL SI

MULTIPLOS

Prefijo Smbolo Factor Equivalenteyotta Y 10 1 000 000 000 000 000 000 000 000

zetta Z 10 1 000 000 000 000 000 000 000exa E 10 1 000 000 000 000 000 000peta P 1015 1 000 000 000 000 000tera T 1012 1 000 000 000 000

giga G 10 1 000 000 000mega M 10 1 000 000kilo k 10 1 000

hecto h 102 100deca da 10 10

SUBMULTIPLOS

deci d 10- 0,1centi c 10- 0,01mili m 10- 0,001

micro 10- 0,000 001nano n 10-9 0,000 000 001

pico p 10-12 0,000 000 000 001femto f 10- 0.000 000 000 000 001atto a 10- 0,000 000 000 000 000 001zepto z 10- 0,000 000 000 000 000 000 001yocto y 10-24 0,000 000 000 000 000 000 000 001

Este nuevo sistema se ha constituido desde entonces en un medio decomunicacin a nivel internacional que ha permitido que ms de 90 pases

puedan comprender y desarrollar un lenguaje comn de medicin. El sistema

internacional fue aprobado y oficializado en nuestro pas por el Instituto de

Investigacin Tecnolgica Industrial y de Normas Tcnicas (ITINTEC) en 1972

y tiene carcter de ley 23560 desde el 31 de diciembre de 1982, por lo que su

empleo es obligatorio en todo el Per.

Actualmente el instituto del estado encargado de esta labor es el INDECOPI

(Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Proteccin de laPropiedad Intelectual) a travs de su Servicio Nacional de Metrologa (SNM),

cuyas funciones son difundir el Sistema Legal de Unidades de Medidas del

Per y absolver las consultas que se puedan presentar tanto desde el sector

pblico como desde el privado. Adems, debe conservar, custodiar y mantener

todos los patrones nacionales de medida.

Para esto, El Servicio Nacional de Metrologa cuenta con laboratorios

modernos que ofrecen tambin los servicios de calibracin para la industria, la

ciencia y el comercio en general.


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1.3. REGLAS PARA EL USO DEL SISTEMA.

1. Los nombres de las unidades del sistema internacional se escriben

totalmente con minsculas con la nica excepcin de grado Celsius. Losnombres que corresponden a unidades con nombre propio se escriben con

minscula, gramaticalmente es considerado como sustantivo comn y por

consiguiente, jams se escribe con letra mayscula, salvo en el caso de

comenzar la frase o luego de un punto.

Ejemplo: Correcto Incorrectometro Metrokilogramo KILOGRAMO

newton Newtonwatt WATTgrado Celsius grado celsius

2. Cuando se escribe una cantidad acompaada de una unidad del Sistema

Internacional se recomienda escribir la cantidad seguida del smbolo de la

unidad. Ejemplo:

34 s10,5 m

1 W1 L

3. Los nombres de las unidades que provienen de nombres de cientficosdeben conservarse en su forma original.

Correcto Incorrectonewton newtoniovolt voltioampere amperiogrado Celsius,etc. grado Celsio, etc.

4. Los smbolos no se pluralizan, siempre se escriben en singular

independientemente del valor numrico que los acompaen.

Singular Plural1m 150 m0,5 kg 2 380 kg

Incorrecto150 ms

2 380 kgs


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5. La escritura de los valores numricos se har utilizando las cifras arbigas,

se separar la parte entera de la decimal mediante una coma. No se utiliza

el punto para separar enteros de decimales.

Correcto Incorrecto184,32 184.32

5 512,28 5 512.280,331 11 0.33111

6. Para facilitar la lectura de los valores numricos se recomienda escribirlos en

grupos de tres cifras (contados a partir de la coma decimal hacia la izquierda

o derecha) separados por un espacio en blanco. Ejemplo :

Correcto Incorrecto6 753 142,30 6753,142.300,638 44 0,638440,000 113 8 0,0001138

7. Se utiliza el grado Celsius en lugar de grado centgrado.

8. Los nombres de las unidades se escriben en singular cuando la cantidad

indicada se encuentre en el intervalo cerrado [-1, 1]. Se escriben en plural

cuando la cantidad es mayor que 1 y menor que -1, y siguiendo las reglas de

la gramtica castellana, con excepcin de las unidades hertz, siemens y lux.

Singular Plural1 metro 5 metros0,8 radin 20 radianes-0,5 metro -1,8 metros-1 metro -30 metros1 hertz 30 hertz0,5 lux 8 lux

9. Todos los smbolos de las unidades SI se escriben con letras minsculas delalfabeto latino con la excepcin del ohm () (letra mayscula omega del

alfabeto griego) y aquellos que provienen del nombre de cientficos (se

escriben con mayscula).

m : metro V : voltkg : kilogramo W : watts : segundo Pa : pascalA : ampere N : newtonK : kelvin : ohmcd : candela J : joulemol : mol C : coulomb


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10. Se escribe el prefijo y a continuacin el smbolo de la unidad (sin dejarespacio) Por ejemplo :

Tm = termetroGm = gigmetrodA = deciamperecA = centiamperemA = miliampereuA = microampere

1.4. DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE (SI).

Longitud (metro). Es la longitud del trayecto recorrido en el vaco, porun rayo de luz en un tiempo de 1/299 792 458 segundos.

Masa (kilogramo). El kilogramo es la unidad de masa (y no de peso ni de

fuerza); igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo. Es

un cilindro hecho con una aleacin de PlatinoIridio que se guarda en

Sevres, Francia.

Tiempo (segundo). Es la duracin de 9 192 631 770 periodos de radiacin

correspondiente a la transicin entre los dos niveles hiperfinos del estadofundamental del tomo de cesio 133.

Corriente elctrica (ampere). Es la intensidad de corriente constante que

mantenida en dos conductores paralelos, rectilneos, de longitud infinita, de

seccin circular despreciable, y que estando en el vaco a una distancia de un

metro, el uno del otro, produce entre estos conductores una fuerza igual a 2 x

10-7newton, por metro de longitud.

Temperatura (kelvin). El kelvin, unidad de temperatura termodinmica, es la

fraccin 1/273,16 de la temperatura termodinmica del punto triple del agua. La

temperatura 0 K recibe el nombre de cero absoluto.

Intensidad luminosa (candela).La candela es la intensidad luminosa en una

direccin dada, de una fuente que emite radiacin monocromtica de

frecuencia 540 x 1012hertz y de la cual la intensidad radiante en esa direccin

es 1/683 watt por estereorradin.


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Cantidad de sustancia (mol). El mol es la cantidad de sustancia de un

sistema que contiene tantas cantidades fundamentales como tomos hay en

0,012 kilogramos de carbono 12.

1.5. UNIDADES DIMENSIONALES LINEALES.

Las unidades dimensionales representan valores de referencia, que permiten:

Expresar las dimensiones de objetos (realizacin de lecturas de diseos

mecnicos).

Confeccionar y enseguida controlar las dimensiones de estos objetos

(utilizacin de aparatos e instrumentos de medicin).

Ejemplo: la altura de la torre Eiffel es de 300 metros; el espesor de una hoja de

papel para cigarros es de 30 micrmetros.

La torre Eiffel y la hoja de papel son los objetos.

La altura y el espesor son las magnitudes.

300 metros y 30 micrmetros son las unidades.

1.6. SISTEMA MTRICO DECIMAL.

El metro unidad fundamental del sistema mtrico, creado en Francia en 1795, y

fue adoptado, el 20 de mayo de 1875, como unidad de medidas por dieciocho

naciones.

Sistema mtrico decimal: medidas de longitud.

UNIDADNOMBRE Smbolo Valor en metro

metro m 1

SUBMLTIPLO

decmetro dm 0,1

centmetro cm 0,01

milmetro mm 0,001


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1.7. SISTEMA INGLS.

Los pases anglosajones utilizan un sistema de medidas basada en la yarda

imperial (yarda) y de sus derivados no decimales, en particular la pulgadainglesa (inch).

En razn de la influencia anglosajn en la fabricacin mecnica se emplea en

forma frecuente para las medidas industriales, a la temperatura de 20 C, la

pulgada de 25,4 mm.

Sistema Ingls: medidas de longitud.

NOMBRE SMBOLOVALORES EN:

yardas pies pulgadas

Unidad yarda yd 1 3 36

Submltiplospies (ft) 1/3 1 12

pulgadas (in) 1/36 1/12 1

1.8. NORMAS GENERALES DE MEDICIN.

Medicin es una operacin simple, sin embargo slo podr ser bien efectuada

por aquellos que se preparan para tal fin.

El aprendizaje de medicin deber ser acompaado por un entrenamiento,

cuando el alumno sea orientado siguiendo las normas generales de medicin.

Normas generales de medicin:

1. Tranquilidad.

2. Limpieza.

3. Cuidado.

4. Paciencia.

5. Sentido de responsabilidad.

6. Sensibilidad.

7. Finalidad de la posicin de medida.

8. Instrumento adecuado.9. Dominio del instrumento.


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Recomendaciones:

Los instrumentos de medicin son utilizados para determinar magnitudes. La

magnitud puede ser determinada por comparacin y por lectura en una escala

o regla graduada.

Es deber de todo profesional, velar por el buen estado de los instrumentos de

medicin, mantenindose as por mayor tiempo su real precisin.

Evitar:

1. Choque, cadas, araazos, oxidacin y suciedad.

2. Mezclar instrumentos.

3. Medir piezas cuya temperatura, por quien las utiliza, las expone a una fuente

de calor, y se encuentra fuera de la temperatura de referencia.4. Medir piezas sin importancia con instrumentos de mayor precisin.

Cuidados:

1. Usar proteccin de madera, caucho para apoyar los instrumentos.

2. Dejar a la pieza adquirir la temperatura ambiente, antes de tocarla con el

instrumento de medicin.

REGLA GRADUADA.El ms elemental instrumento de medicin utilizado en los talleres es la regla

graduada (escala). Es usada para tomar medidas lineales, cuando no se

requiere una gran precisin. Para que sea completa y tenga carcter universal

deber tener graduaciones del sistema mtrico y del sistema ingls.

Sistema mtrico:

Graduacin en milmetros (mm): 1 mm = 1 m / 1000

Sistema Ingls:

Graduacin en pulgadas (): 1 = 1 / 36 yarda

La escala o regla graduada es construida preferentemente de acero, teniendo

su graduacin inicial situada en la extremidad izquierda. Es fabricada en

diversas longitudes: 6 (152,4 mm); 12 (304,8 mm).


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La regla graduada se presenta en varios tipos, conforme se ilustra en las

figuras siguientes:

Regla de apoyo graduada (canto de apoyo interno)

Regla de profundidad

Apoyo externo (graduacin en la otra cara)

La regla graduada se usa frecuentemente en los talleres, conforme se

muestran en las figuras siguientes:


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Medida de piezas circulares concalibrador

Ajustando el comps exterior


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CARACTERSTICAS DE UNA BUENA REGLA GRADUADA.

1. Ser de acero inoxidable, preferentemente.

2. Tener graduacin uniforme.3. Presentar trazos bien finos, profundos y destacados en color oscuro.

OBSERVACIN:

1. Evitar cadas y contacto con herramientas de trabajo.

2. Evitar flexionarla o torcerla, para que no curve o se quiebre.

3. Limpiarla despus de su uso, para remover el sudor y la suciedad.

4. Aplicarle una ligera capa de aceite fino, antes de guardarla.

GRADUACIN DE LA ESCALA:

Sistema Ingls ordinario:

() pulgada 1 = una pulgada.

(IN) pulgada1 IN = una pulgada.

(INCH) palabra inglesa que significa PULGADA

Representaciones de la pulgada:

0 1"

Intervalo referente a 1

Las graduaciones de las escala son hechas dividindose la pulgada en 2, 4, 8,

y 16 partes iguales, extendiendo en algunos casos escalas con 32 divisiones.

0 1"1/2"

Dividiendo 1 entre 2 se tiene: 1 / 2


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0 1 / 4 1 / 2 3 / 4 1"

Dividiendo 1 entre 4 se tiene: 1 / 4

La distancia entre trazos es 1 / 4 sumando las fracciones, se obtendr:

1

4

1

4

1

2

1

4

1

4

1

4

3

4

" " ";

" " " "

0 1"

1/8

1/4

3/8

1/2

5/8

3/4

7/8

La distancia entre trazos es 1 / 8, sumando las fracciones se tendr:

1

8

1

8

2

8

1

4

1

8

1

8

1

8

3

8

" " " ";

" " " "

0

1/16

1/8

3/16

1/4

5/16

3/8

1/2

7/16 9/16

5/8

11/16

3/4

13/16

7/8

15/16

1"

La distancia entre trazos es 1/16 sumando las fracciones, se tendr:

1

16

1

16

2

16

1

8

1

16

1

16

1

16

3

16

" " " ";

" " " "

La distancia entre trazos es 1/32, sumando las fracciones se tendr:

1

32

1

32

2

32

1

16

1

32

1

32

1

32

3

32

" " " ";

" " " "


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Graduaciones de la escala:

Sistema mtrico decimal

1 metro = 10 decmetros

1 m = 10 dm

1 decmetro = 10 centmetros

1 dm = 10 cm

1 centmetro = 10 milmetros

1 cm = 10 mm

0 1 cm

Intervalo referente a 1 cm (ampliado)

La graduacin de la escala consiste en dividir 1 cm en 10 partes iguales.

0 1 cm

1 cm entre 10 = 1 mm

0 1cm

De acuerdo a la figura, el sentido de la flecha indica 10 mm


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PRCTICA N 01

Conversin de unidades de longitud:

1. Convertir de km a m:

a) 4 kmb) 2 km

2. Convertir de m a cm:

a) 5 mb) 20 mc) 10 m

3. Convertir de pulg a pies:

a) 30 pulgb) 40 pulg

4. Convertir de pulg a cm:

a) 40 pulgb) 35 pulg

5. Convertir de yardas a pies

a) 3 yardasb) 10 yardas

6. Convertir:

a) 2,5 m a cm d) 42 cm a m g) 2,4 Mm a mb) 4,2 cm a m e) 36 cm a m h) 3,6 km a cmc) 1,5 m a cm f) 12 cm a mm i) 62 mm a cm

7. Indicar a qu equivale la siguiente expresin:

8. S la velocidad de la luz en el vaco es de 300 000 km / s. Expresar dichavelocidad en cm / s.

9. Calcular: P = 2,25 + 3,75 - 15 27 /32

micro x mili

centi x picoE =


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Desarrollar las siguientes aplicaciones en el sistema ingls:

RESPUESTAS

Nota: Reduzca todas las fracciones a la forma ms simple

1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12 13 14


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Desarrollar las siguientes aplicaciones en el sistema mtrico decimal:

RESPUESTAS

15 16 17 18 19 20


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UNIDAD 02

MATERIA Y SUS CARACTERSTICAS


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2.1. MATERIA Y SUS ESTADOS FSICOS.

MATERIA. Es todo aquello que existe en el universo y que de alguna formaimpresiona a nuestros sentidos, o sea ocupa un lugar en el espacio y posee

masa. El agua, el aire, los metales, los animales, las plantas, etc., son formas

de materia.

MASA.- Es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo.

CUERPO.- Es la porcin limitada de materia. Un yunque, un martillo, un alicate,

un engranaje, un tornillo de banco etc.; son ejemplos de cuerpos.

ESTADOS FSICOS DE LA MATERIA.

Uno debe haber constatado que cuando se deja agua (estado lquido) en el

congelador durante un cierto tiempo, se transforma en hielo (estado slido);

haciendo hervir; se transforma en vapor (estado gaseoso).

Los estados fundamentales de la materia en la naturaleza son tres: Estado

slido, estado lquido y estado gaseoso.


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CARACTERSTICAS DE LOS TRES ESTADOS DE LA MATERIA.

ESTADO VOLUMEN FORMA

FUERZAS DEATRACCIN(FA)

YREPULSIN(FR)

Slido Definido Definido FA > FR

Lquido Definido Del recipiente FA = FR

Gaseoso Indefinido Indefinido FA < FR

CAMBIOS DE ESTADO.

Con la variacin del calor, la materia puede pasar de un estado a otro, segn la

figura:

1. Fusin. 2. Vaporizacin. 3. Licuefaccin.

4. Solidificacin. 5. Sublimacin. 6. Sublimacin regresiva.

Cualquier estado gaseoso, lquido o slido est constituido por materia.

Luego de discutir con el grupo el tema estudiado, identifique a los que seencuentran en estado slido, lquido y gaseoso: madera, lana, algodn, arena,

petrleo, mercurio, bromo, helio, ozono, aire, oro, ladrillo, hormign, acero,

caucho natural, cobre, papel.

2.2. PROPIEDADES DE LA MATERIA.

2.2.1. PROPIEDADES GENERALES. Son aquellas propiedades que son

comunes a todos los cuerpos:


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Extensin: Propiedad por la cual

todos los cuerpos ocupan un lugar en

el espacio es decir posee volumen.

Impenetrabilidad. El espacio ocupado

por un cuerpo no puede ser ocupado

por otro al mismo tiempo.

Inercia. Todo cuerpo tiende a

mantener su estado de reposo o

movimiento mientras no acte unafuerza que modifique este estado.

Divisibilidad. La materia puede

dividirse en partes cada vez ms

pequeas.

Porosidad. La materia no es

compacta las molculas y tomos que

la forman estn separados por

espacios vacos, llamados poros.

Atraccin. Entre las molculas de un mismo cuerpo o cuerpos diferentes, se

ejercen fuerzas de atraccin, segn esto se tiene:

a) Cohesin: S la atraccin molecular es de un mismo cuerpo.

b) Adhesin: S la atraccin se ejerce entre molculas de cuerpos diferentespuestos en contacto.

Masa: Es la medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo.

Peso: Es una fuerza externa de origen gravitacional, nos expresa la medida

de la interaccin entre la tierra y un cuerpo que se encuentra en sus

inmediaciones.


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2.2.2. PROPIEDADES ESPECFICAS DE LA MATERIA. Son aquellas

propiedades que no son comunes a todos los cuerpos, las ms

importantes son:

Dureza: Resistencia que ofrecen los cuerpos slidos a ser rayados o

desgastados por la friccin.

Escala de Mohs: es una escala de dureza a nivel de laboratorio de mineraloga,

escala creada por Friedrich Mohs (1822).

1. Talco.

2. Yeso.3. Calcita.

4. Fluorita.

5. Apatito.

6. Feldespato.

7. Cuarzo.

8. Topacio.

9. Corindn.

10. Diamante.

Maleabilidad: Propiedad de

poder reducirse a planchas o

lminas.

Ductibilidad: Propiedad de

poder reducirse a hilos muy

delgados.

Flexibilidad: Propiedad por la

cual un cuerpo ha sido

deformado dentro de ciertos

lmites, recobra por s mismo su

forma primitiva.


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D = m / v Unidades: kg / m3; kg / dm3; g / ml; etc.

Ejemplos de densidad en g / ml de algunos elementos:

Os 22,61> Pt 21,45 > Au 19,3 > W 19,27 > Hg 13,5 > Pb 11,35 > Ag

10,5 > Cu 8,7 > Fe 7,86 > Sn 7,3 > Zn 7,13 > Ti 4,5 > Al 2,7 > Mg 1, 74

> Li 0, 53

Elasticidad: Es la propiedad de un material que no queda deformado despus

de haber actuado sobre l una fuerza o sea vuelve a su forma original.

F

Antes de actuar la fuerza Despus de actuar la fuerza

Plasticidad: Propiedad de un material que queda deformado despus de haber

actuado sobre l una fuerza, o sea que no vuelve a su forma original al

desaparecer la fuerza.

F

Antes de actuar la fuerza Despus de actuar la fuerza

Rigidez: Se refiere a la rotura o fractura. Se distinguen resistencia a la traccin,

a la compresin, a la flexin, al corte o cizalladura y a la torsin.

Dureza: Es la resistencia que opone un material a la penetracin en l de otro

objeto, o sea a ser rayado.

Fragilidad.

Tenacidad: Es la propiedad inversa de la fragilidad. Los materiales tenaces

presentan considerable deformaciones plsticas bajo la accin de una fuerza

antes de llegar a romperse.


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2.3.3. PROPIEDADES ELCTRICAS:

Conductividad elctrica: Es la propiedad de un material de conducir la

corriente elctrica a travs de su estructura, ejemplo:

Ag > Cu > Au > Al

Permitividad: Constante que describe cmo un campo elctrico afecta y es

afectado por un medio.

Est determinada por la tendencia de un material a polarizarse ante la

aplicacin de un campo elctrico y de esa forma anular parcialmente el campo

interno del material. Directamente relacionada con la suscetibilidad elctrica.

Resistencia a corrientes de fuga: Es la resistencia que presentan los

materiales aislantes a la corriente que circulan por la superficie del objeto

(corriente de fugas).

2.3.4. PROPIEDADES MAGNTICAS:

Permeabilidad: Es la capacidad que tiene una sustancia para atraer y dejar

pasar a las lneas de fuerza o el campo magntico.

Campo coercitivo.

Induccin residual.

2.3.5 PROPIEDADES PTICAS:

Color: Son las diferentes sensaciones que la luz produce en el ojo humano.

Se ven los colores porque cuando la luz blanca incide sobre una superficie,

esta absorbe parte de los rayos incidentes y refleja el resto.

Brillo: Es la propiedad de un material de poder reflejar la luz cuando llega a su

superficie.

Transparencia.


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2.3.6. PROPIEDADES QUMICAS

Resistencia a la corrosin: Es la propiedad de los de los materiales que seopone a su destruccin qumica o electroqumica con el medio ambiente.

Resistencia al descascarillado: Se refiere a la reaccin del aire y de gases de

hornos a elevadas temperaturas.

Resistencia a los cidos (H+): Es la propiedad de los materiales que se

oponen a su destruccin por accin cida.

Resistencia a las bases (OH-): Es la propiedad de los materiales que seoponen a su destruccin por bases o hidrxidos.

2.3.7. PROPIEDADES TECNOLGICAS.

Colabilidad. Es la propiedad de un material metlico de ser fundido, alearse y

formar lingotes al enfriarse solidificando en un molde.

Maleabilidad. Propiedad de un material de convertirse en planchas o lminas

cuando es sometido a esfuerzos de compresin.

Soldabilidad. Es la propiedad de un material de poderse unir as mismo o con

otro metal donde es indispensable el uso del calor.

Maquinabilidad. Significa que el material puede ser mecanizado por arranque

de virutas.

Resistencia al desgaste. Es la oposicin al desgaste indeseado de la

superficie del material, por ejemplo debido al rozamiento.

Conformabilidad en fro. Propiedad de un material de poder trabajarse en fro,

en un rango de permisibilidad. Temperaturas menores o iguales a la

temperatura del medio ambiente.

Resistencia al calor. Es la resistencia de un material a su destruccin a causa

de temperaturas elevadas. Temperaturas mayores a la del medio ambiente.


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Utilidad en caliente. Es la propiedad de un material que puede ser empleada a

altas temperaturas.

2.4. CLASIFICACIN DE LOS MATERIALES.

En este tema se va a conocer la clasificacin de los materiales utilizados en

metalurgia; y en la industria manufacturera.

Para ello se procede segn criterios tecnolgicos, esto es, los elementos, sus

compuestos y aleaciones se clasifican en grupos de propiedades y aplicaciones

de tcnicas similares.

Por tanto, cuando hablemos de metales no nos referimos exclusivamente a los

elementos sino tambin a sus aleaciones.


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MATERIALE

S

METALES

FRREOS

NO FRREOS

COLADOS

ACEROS(% DE CARBONO

0, 1 A 1,76)

LIGEROSdensidad < 5 g / cm3

PESADOSdensidad > = 5 g / cm3

NOMETALES

NATURALES

CAUCHO

LUBRICANTES

MADERA

ARTIFICIALES

PLSTICOS

ELECTRNICOS

CUERO

CERMICOS


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Materiales naturales. Son aquellos que se obtienen de la elaboracin y

transformacin de materias primas, por ejemplo la madera, los cueros, el

caucho entre otros.

Materiales artificiales. En cambio se fabrican fundamentalmente mediante

procedimientos qumicos. Un grupo de ellos lo constituyen los plsticos.

2.5. CRISTALIZACIN DE LOS METALES.

Los metales se diferencian considerablemente de los dems materiales por su

estructura cristalina y propiedades.

Una de las caractersticas de los metales es la distribucin de sus tomos en

una estructura tridimensional. Cuando se solidifican las fundiciones metlicas

aparecen cristales en diferentes puntos que se forman totalmente

independientes unos de otros.

Las cuatro fases de este proceso se encuentran representadas

esquemticamente en la figura:

La estructura cristalina de los metales es tambin la causa de su brillocaracterstico.

Color: excepto el cobre y el oro, as sus aleaciones, todos los dems metales

tienen color gris blanco con brillo azulado en algunos.

Otras caractersticas de los metales son: Tenacidad, Maleabilidad,

Conductividad trmica y elctrica.

Se denomina metales ligeros, aquellos cuya densidad es menor que 5 g / cm3;y pesados aquellos cuya densidad es mayor o igual a 5 g / cm3.


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PRCTICA N 02

1. Definir el concepto de materia y cuerpo?

2. Escribir cinco ejemplos de materia y cuerpo respectivamente?

3. Los siguientes conceptos agrupar en materia o cuerpo: agua, aire, pinza,

tiza, torno, plomo, motor, gasolina, tornillo de banco, yunque, mesa.

4. A qu se denominan propiedades generales y especficas de la materia?

Cules son estas propiedades? Escribir un ejemplo de cada una.

5. De las siguientes sustancias agrupe las que son dctiles y maleables:cobre, madera, plomo, hierro, carbn, concreto, azufre, aluminio.

6. Cules son las propiedades qumicas y tecnolgicas de los materiales?

7. Mencionar 5 ejemplos de propiedades mecnicas dentro de propiedades

fsicas de los materiales.

8. En qu consiste la cristalizacin?

9. Cules son los estados fundamentales de la materia y porqu se

caracterizan cada uno de ellos?

10. Mencionar 3 ejemplos de estado slido, lquido y gaseoso.

11. Cules son las diferencias que existe entre metales y no metales?

12. Agrupar en metales y no metales: carbono, cobre, zinc, azufre, cloro,estao, mercurio, oxgeno, nen, argn, platino, sodio.

13. Diferencia entre la zona plstica y la zona elstica en los materiales.

14. Explicar la diferencia entre rigidez, tenacidad y dureza de un material.

15. Diferencia entre capacidad calorfica, conductividad trmica y calor

especfico.

16. Escribir 10 ejemplos del cuadro de clasificacin de los materiales.


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UNIDAD 03TOMO, MOLCULA Y SUSTANCIA


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3.1. CONSTITUCIN DE LA MATERIA.

La materia se considera constituida por pequeas porciones llamadaspartculas. Ests se hallan formadas por partes ms pequeas llamadas

molculas. Las molculas, a su vez, estn constituidas por partes ms

pequeas an, llamadas tomos, lo que constituyen la unidad de la materia.

tomoscuerpo

Proceso

Mecnico

Proceso

FsicoProceso

Qumico

partculas molculas

Concepto actual del tomo.

El tomo es la partcula ms pequea de un elemento qumico que conserva

las propiedades de dicho elemento. Est constituido por dos partes:

Ncleo. Es la parte central del tomo, muy pequeo y de carga positiva.

Contiene dos tipos de partculas fundamentales, los protones y los neutrones

(a excepcin del hidrgeno). Posee casi la totalidad de la masa atmica(99,99% de dicha masa).

Electrsfera o Zona Extranuclear. Es un espacio muy grande (constituye el

99,99% del volumen atmico), donde se encuentran los electrones.

En resumen, las partculas fundamentales del tomo son tres: electrones

(partculas negativas, e-), protones (partculas positivas, p+) y neutrones

(partculas neutras, n0).

NCLEO

ELECTRSFERA

El tomo

de Litio


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Este modelo es el ms sencillo y explica muchas de las caractersticas y

propiedades de los tomos. El tomo representado es de litio, presenta 3

protones, 4 neutrones y 3 electrones. En la electrsfera, las regiones ms

oscuras corresponden a las zonas donde existen la mayor probabilidad de

encontrar electrones.

Este modelo tambin se puede explicar a la formacin de molculas, el cual se

define como un conjunto de dos o ms tomos que puede ser de tomos de un

mismo elemento o tomos de elementos qumicos diferentes, como por

ejemplo en la molcula del agua.

3.2. ESTRUCTURA DE LA MATERIA.

De acuerdo al grado de cohesin y movilidad de las partculas (tomos, iones o

molculas) estas forman los tres estados fundamentales de la materia que son

slido, lquido y gaseoso. Hay competencia entre las fuerzas de atraccin

(cohesin) que buscan ordenar las molculas y las fuerzas de repulsin que

buscan desordenarlas.

Comparacin de algunas propiedades de los estados de la materia.

Estado Fsico Slido Lquido Gaseoso

Diagrama de suspartculas

Forma Definido Variable Indefinido

Volumen Definido Definido Indefinido

Fuerzas

Intermoleculares

Fcohesin> Frepulsin Fcohesin= Frepulsin Fcohesin< Frepulsin

Compresibilidad Incompresible Muy pequea Grande

Tipo demovimiento

molecular

Vibratorio Vibratorio yresbalamiento

Gran movimientotraslacional


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3.3. MEZCLA Y COMBINACIN.

Mezcla y combinacin aparentemente tratan de lo mismo, pero sin embargotienen diferentes conceptos.

Mezcla. Es la reunin de dos o ms sustancias en cantidades indeterminadas,

sin alterar la estructura de los componentes.

Ejemplos:

- La atmsfera es una mezcla de diversos gases, entre ellos el oxgeno y el

nitrgeno.- Las aleaciones son ejemplos de mezclas.

- El agua potable, agua de ros, mares y lagos.

- Agua y aceite.

- Limaduras de hierro y azufre en polvo.

- Suspensiones, coloides, etc.

Las mezclas pueden tener diferentes aspectos a simple vista o con la ayuda de

instrumentos, de ah que pueden existir mezclas homogneas y heterogneas.

Mezclas homogneas, o tambin llamadas soluciones, son aquellas que a

simple vista no se puede diferenciar la separacin de los componentes; por lo

tanto, constituyen una masa homognea pues cualquier porcin que se tome

tendr la misma composicin y propiedades. Dentro de ellas podemos tener el

agua azucarada, las aleaciones, agua regia, las bebidas gasificadas entre

otros.

Mezclas heterogneas, son aquellas que a simple vista o con ayuda de un

microscopio, se diferencian la separacin de sus componentes y cualquier

porcin que se tome tendr composicin y propiedades diferentes. Algunos

ejemplos de este tipo de mezcla son el agua y el aceite, las suspensiones, los

coloides, mezcla de arena y agua, etc.

Entre stas se se encuentran a las suspensiones y a las mezclas del tipo

coloidal.

Indicar en los siguientes ejemplos los casos de mezclas heterogneas y los desoluciones (mezclas homogneas).


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SUSTANCIA MEZCLADA TIPO DE MEZCLA

Agua y aceite comn

Agua y salAgua y laca

Agua y alcohol

Alcohol y laca

Combinacin. Es todo cambio que ocurre en las sustancias de tal manera que

afecta su naturaleza interna, como consecuencia de ello aparecen nuevas

sustancias, con propiedades diferentes es decir se ha producido una reaccinqumica.

Ejemplo:

- El agua es la resultante de la combinacin del oxgeno con el hidrgeno. Los

componentes son los gases, y da como resultado un lquido.

- La reunin de azufre y hierro en polvo es una mezcla, los componentes

mantienen sus propiedades y se les puede separar por medio de un imn, el

cul se adhiere el hierro dejando libre el azufre. Calentndose esta mezcla

se logra una incandescencia que se propaga por la masa. Una vez fraqueda un cuerpo negruzco que es una verdadera combinacin. El producto

se denomina sulfuro de hierro, y sus propiedades son distintas al azufre y al

hierro.

DIFERENCIAS ENTRE MEZCLA Y COMBINACIN.

MEZCLA COMBINACIN

1. No se afecta la estructura molecular

de los componentes.

1. Afecta la estructura molecular de

los componentes.2. Las sustancias mantienen sus

propiedades.2. Las sustancias pierden sus

propiedades.

3. No resulta una nueva sustancia. 3. Da como resultado una nuevasustancia.

4. Las cantidades son indeterminadas. 4. Las cantidades son fijas segn lassustancias.

5. Se pueden separar loscomponentes.

5. No se puede separar loscomponentes por medios fsicos, ydifcilmente por medios qumicos.

6. No se produce reaccin qumica. 6. Se produce reaccin qumica.


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Soluciones. Una solucin es una mezcla homognea de dos o ms

sustancias. Una de estas sustancias se llama solvente, y por lo regular es el

componente que est presente en mayor cantidad. Las dems sustancias de la

solucin se denominan solutos, y decimos que estn disueltas en el solvente.

Qu sucede cuando se prepara una solucin de agua azucarada?

Los cristales de azcar se separan en muchas molculas de azcar mezclado

con el agua el azcar contina siendo azcar, y el agua continua siendo agua.

Ejemplos de soluciones:

Estado de la

solucin

Estado del

disolvente Estado del soluto EjemploGas Gas Gas Aire

Lquido Lquido Gas Oxgeno en aguaLquido Lquido Lquido Alcohol en aguaLquido Lquido Slido Sal en aguaSlido Slido Gas Hidrgeno en paladioSlido Slido Lquido Mercurio en plataSlido Slido Slido Plata en oro

Existen muchas soluciones de uso importante en la industria y el hogar. De los

solventes ms usados, el agua es el ms comn. Un simple refresco hecho encasa nos lo muestra, pues est hecho con los siguientes ingredientes que

forman una solucin: agua potable, esencia de fruta y azcar.

Para limpiar materiales de grasa debe usarse una sustancia que disuelva la

grasa, ya que el agua no es el indicado para esto, se pueden utilizar algunos

disolventes como kerosene entre otros.

En la industria se emplean muchos solventes conforme a la necesidad. Los

ms comunes son:

- Kerosene.

- Esencia de trementina (aguarrs) para tinturas.

- Alcohol para hacer barnices.

- Nafta.

- Tiner.

- Agua regia


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3.4. ELEMENTO QUMICO.

El agua est formada por dos tipos de tomos: hidrgeno y oxgeno.

A cada tipo de tomo que conforman, a las sustancias simples y compuestas le

llamamos elemento qumico.

Los elementos qumicos son sustancias qumicamente no fraccionables.

Los elementos qumicos estn formados por un solo tipo de tomos.

As el agua est formada por dos elementos qumicos:

- El elemento qumico hidrgeno.

- El elemento qumico oxgeno.

Los elementos qumicos estn ordenados y clasificados en la Tabla Peridica y

sus propiedades estn en funcin de su nmero atmico (Z) o nmero de

protones.

SMBOLOS QUMICOS. Los elementos qumicos se representan,abreviadamente, por letras denominadas smbolos. Algunos ejemplos:

ELEMENTO SMBOLO ELEMENTO SMBOLO

Hidrgeno H Cloro Cl

Oxgeno O Uranio U

Carbono C Azufre S

Nitrgeno N Aluminio Al

Calcio Ca Magnesio Mg

Sodio Na Hierro Fe

Cobre Cu Plata Ag

Oro Au Estao Sn

Cromo Cr Silicio Si

Zinc Zn Plomo Pb


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Mercurio Hg Manganeso Mn

Cobalto Co potasio K

4. FRMULA QUMICA.

Las sustancias estn representadas, tambin abreviadamente por notaciones

qumicas llamadas frmulas, por ejemplo:

SUSTANCIA FRMULA

Agua H2O

Gas carbnico CO2

Cloruro de sodio

(sal de cocina)

NaCl

Carbonato de calcio CaCO3

xido de mercurio II HgO

Gas hidrgeno H2

cido sulfrico H2SO4

Hidrxido de sodio NaOH

cido ntrico HNO3

cido actico CH3COOH

cido clorhdrico HCl

Alcohol etlico C2H5OH

Gas propano C3H8

Gas metano CH4

Gas amoniaco NH3

Acetileno C2H2


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SMBOLO FRMULA

- Designa a un elemento - Designa al tipo de sustancia.

- Consta de una letra mayscula sola oacompaada de otra letra minscula. - Consta del conjunto de letras querepresentan a los elementos queconforman al tipo de sustancia.

- No especfica cantidades sino solo elnombre del elemento.

- Indica la cantidad de tomos de cadaelemento que conforman al tipo desustancia.

3.5 QUMICA Y SUS APLICACIONES.

La qumica es una ciencia experimental de gran importancia. Ella se ocupa delestudio de la estructura de las sustancias, sus propiedades y transformaciones

en otras sustancias. Las sustancias qumicas tienen aplicacin en todos los

sectores de la vida, como se ve en los ejemplos siguientes:


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3.6. FENMENOS.

Fenmeno es todo cambio, transformacin o proceso que se da en la

naturaleza.

Fenmeno Fsico. Es el proceso de cambio fsico que ocurre en una

sustancia, sin que se afecte la naturaleza interna de una sustancia. Lo

podemos representar de la siguiente forma:

- Fenmeno fsico: A + B A + B

Son ejemplos de fenmenos fsicos los diferentes cambios de estado fsico

como fusin, vaporizacin, sublimacin entre otros.

Fenmeno Qumico. Es todo cambio que ocurre en una sustancia de tal

manera que afectan la estructura interna de las sustancias, como

consecuencias de ello aparecen nuevas sustancias, con propiedades diferentes

a las sustancias iniciales (se produce una reaccin qumica). Se puede

representar como:

- Fenmeno Qumico: A + B

C + D + E (Reaccin qumica)

Ejemplo: Oxidacin, fermentacin, corrosin, combustin, acidificacin,

sntesis.

3.7. ALEACIONES.

En este captulo se estudiar el concepto de aleacin pero desde el punto de

vista fsico (fenmeno fsico).

Se denomina aleacin a la mezcla homognea de dos o ms metales o de uno

o ms metales con algunos elementos no metlicos, que se obtiene

generalmente por fusin de los componentes.

Fusin (acero)


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Latn. Es de color amarillo claro o amarillo oro. Depende del contenido de

cobre. Se obtiene de mezclar Cu y Zn. El latn tiene mayor resistencia que el

cobre puro metlico. El agua de mar ataca al latn es decir la corroe.

Bronce. Aleacin con un contenido de cobre (60%) y de uno o varios

elementos (Sn, Al, Pb, Si, Mn, Ni, Be), obtenindose as distintos tipos de

bronce (Bronce al estao, bronce al aluminio, etc.)

Estas aleaciones varan entre blandas y duras; funden bien y se mecanizan con

facilidad, resisten la corrosin y el desgaste

Cada tipo de bronce tiene propiedades caractersticas.

Su color vara del rojo oro al amarillo oro.

Latn rojo (Bronce al Zinc).Aleacin de Cu, Sn y Zn, en la que predomina el

cobre. Es resistente a la corrosin y al desgaste, funde bien y se mecaniza con

facilidad. Su color es amarillo rojizo.

Aplicaciones del acero y fundicin gris Aplicacin del bronce y del latn


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PRCTICA N 03

CUESTIONARIO:

1. Cul es la constitucin de la materia o divisin de la materia?

2. Qu diferencia hay entre una molcula y un tomo?

3. Dibujar el esquema de un tomo e indicar sus elementos.

4. Qu diferencia existe entre elemento qumico y compuesto qumico?

5. De los siguientes ejemplos, separar en grupos a los elementos, compuestosqumicos y mezclas: agua, cobre, plomo, cido sulfrico, acetileno, carburo

de calcio, oxgeno, hidrgeno, carbono, cinc, agua dura, aire, mercurio, sal

comn, agua potable, vinagre.

6. Qu diferencia hay entre smbolo y frmula?

7. Escribir los smbolos de los siguientes elementos: cobre, plomo, hierro,

cromo, cinc, estao, aluminio, mercurio, platino, plata, carbono, oxgeno,

hidrgeno, azufre.

8. A qu se llaman gases inertes y cules son?

9. Qu son fenmenos y como se clasifican?

10. Agrupar a los fenmenos fsicos y fenmenos qumicos: oxidacin de un

metal, calentamiento de un hierro, evaporacin del agua, combustin de la

gasolina, fermentacin de azcar, rotura de una pieza, fusin de un metal,reaccin de un cido sobre un metal, la fermentacin de la mantequilla,

ebullicin del agua, la formacin del arco iris, la combustin del gas

propano, la reflexin de la luz.

11. Qu diferencia hay entre mezcla y combinacin, mencionar tres ejemplos

de cada uno?

12. A qu se llama aleacin?


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13. De qu manera se efecta una aleacin?

14. Qu elementos son lquidos a temperatura ambiente?

15. Definir el concepto de solucin, indicando 5 ejemplos?

16. Cules son las aleaciones ms comunes?


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CINEMTICA.

Parte de la mecnica, que tiene por finalidad describir todos los tipos posibles

de movimiento mecnico sin relacionarlo con las causas que determinan cada

tipo concreto de movimiento.

Un cuerpo est en movimiento con respecto a un punto elegido como fijo,

cuando vara su distancia a ese punto a medida que transcurre el tiempo. Esto

significa que un cuerpo se mueve cuando se acerca o aleja de otro cuerpo que

se toma como fijo y que se toma como punto de referencia.

4.1. ELEMENTOS BSICOS DEL MOVIMIENTO.

Mvil:Se denomina as a todo cuerpo o partcula en movimiento.

Trayectoria: Es la lnea y/o curva que describe en el espacio el mvil al

desplazarse de una posicin a otra.

Espacio:Es la medida de la longitud de la trayectoria.

Tiempo:Es la duracin del movimiento.


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4.2. MOVIMIENTO RECTILNEO UNIFORME (MRU).

Es aquel movimiento realizado por un mvil durante el cual describe una

trayectoria rectilnea, a velocidad constante o uniforme.

As, si un cuerpo se mueve en lnea recta y avanza invariablemente 15 cm en

cada segundo (es decir que cada vez que se mida lo que recorre en un

segundo se encuentra que son los 15 cm), este cuerpo recorre espacios

iguales en tiempos iguales.

1s 1s 1s 1s 1s

15 cm 15 cm 15 cm 15 cm 15 cm

Para el MRU se emplea la siguiente ecuacin:

t

eV

Donde: v: velocidad; e: espacio; t: tiempo

Velocidad. Del concepto de velocidad (espacio recorrido en cada unidad de

tiempo) se deduce su frmula, que es tambin la frmula fundamental del

movimiento uniforme.

Si un vehculo marcha a una velocidad de 60 km por hora esto significa que

este cuerpo recorre 60 km en cada hora.

Unidad de velocidad. Las unidades ms usuales son: m / s; km / h; m / min.

Ej. Un automvil recorre 360 km en 5 h. Cul es su velocidad en km /

h, y en m / s?

m/s20s00018

m000360

t

eVb)

h/km72h5

km360

t

eVa)

s00018h5t

m000360km360e

XV


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Donde:

v1: es la velocidad inicial

v2: es la velocidad final

a: es la aceleracine: espacio

t: tiempo

En las ecuaciones se usa el signo (+) si la velocidad aumenta, es decir el

movimiento es acelerado y se usa el signo (-) si la velocidad disminuye, es

decir el movimiento es desacelerado.

Si un mvil parte del reposo ello significa que su velocidad inicial vale cero.

Aplicacin del MRUV:

Qu velocidad tiene un vehculo que parte de reposo a los 15 s de su partida,

si el motor le imprime una aceleracin de 2,4 m / s2?

s

m36154,2V

:ecuacinlaEn

s15t

s

m2,4a

V

0V

:Datos

a.tVV

2

2

2

1

12

x

X

4.4. MOVIMIENTO CIRCULAR.

Un cuerpo tiene movimiento circular cuando la trayectoria que sigue es una

circunferencia. Por ejemplo si al extremo de un hilo se ata un cuerpo y se

revolea, el cuerpo se mover con movimiento circular, porque se desplaza

sobre una circunferencia.


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Elementos bsicos del movimiento circular.

- Longitud de arco (S): Expresa el espacio recorrido por un mvil. Es unaporcin de circunferencia.

- ngulo central o desplazamiento angular (): Es el ngulo central que

barre el mvil con respecto a un observador ubicado en el centro. Tal como

se observa en la figura:

S

R

R

S = .R

Donde:S: longitud de arcoR: es el radio de lacircunferencia descrita por elmvil.: ngulo central (se expresaen radianes)

Perodo (T). Es el tiempo que emplea un mvil en realizar una vuelta completa.

Frecuencia (f). Es el nmero de revoluciones o vueltas realizado por un mvilen cada intervalo de tiempo definido. Matemticamente la frecuencia es la

inversa del perodo.

:dondeRPM,RPS,:f

T

1f

tiempo

vueltasdeNf


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s

Re

s

vueltasRPS

v

minRe

minvueltasRPM v

Movimiento circular uniforme (MCU).Es aquel movimiento efectuado por un

mvil con velocidad tangencial o lineal constante. Barre ngulos centrales

iguales en tiempos iguales y recorre longitud de arcos iguales en tiempos

iguales.

Velocidad lineal (V). Denominado tambin velocidad tangencial, expresa la

rapidez de un mvil en recorrer una porcin de circunferencia, se le representa

tangente a la trayectoria.

S

R

R

V

V

La velocidad tangencialqueda definida de lasiguiente manera:

fR2TR2V

V: velocidad tangencial olineal (cm / s; m / s, pies / s).R: radioT: perodof: frecuencia

Velocidad angular (W). Expresa la rapidez con la cual un mvil barre un

ngulo central.

R

R

V

V

W

La velocidad angular quedadefinida de la siguientemanera:

f2WW: velocidad angular(rad/s).f: frecuencia


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Relacin entre la velocidad lineal y la velocidad angular:

RW xV Donde:

V: velocidad lineal o tangencialW: velocidad angularR: radio

Aplicacin de la velocidad lineal y la velocidad angular:

La volante de una mquina tiene 0,4 m de radio y gira a 480 rpm. Cul es su

velocidad lineal y angular?

Datos:

R = 0,4 mf = 480 rpm = 8 rps

Aplicando las ecuaciones respectivas:

Calculo de la velocidad lineal o tangencial:

m/s20,098x0,4x3,14x2V

fR2V

Calculo de la velocidad angular:

rad/s50,248x3,14x2W

f2W


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PRCTICA N 04

CUESTIONARIO:

17. Cmo se define el movimiento rectilneo uniforme?

18. Cmo se define la velocidad?

19. Cmo se define el movimiento rectilneo uniformemente variado?

20. Qu es la aceleracin?

21. Cundo un movimiento es circular?

22. A qu se denomina velocidad lineal y velocidad angular, establecer su

frmula y unidades?

23. Un mvil con velocidad constante de 30 km/h pasa por un punto A a las

10 a.m. Cul es la distancia entre A y B si por B pasa a las 4

p.m.?

24. Una rueda de 50 cm de dimetro describe un arco de 78,5 cm en un

segundo. Cul es su frecuencia en RPM?

25. Cul es la velocidad longitudinal de la mesa de la fresadora si una pieza

de 400 mm de longitud es recorrida por la fresa en 5 min?


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26. Dos mviles se encuentran separados una distancia de 600 m. En un cierto

instante parten uno hacia el otro con velocidades de 40 m/s y 20 m/s.

Hallar el tiempo que demoran en encontrarse.

27. Hallar la velocidad final de un mvil, si este parte con una velocidad inicial

de 50 m/s; al cabo de 4 s; si tiene una aceleracin de 1 m / s2.

28. Una hlice de 5 paletas gira a razn de 360 RPM, si la longitud de cada

paleta es 0,5 m. Hallar la velocidad tangencial en los extremos de las

paletas.

29. Qu espacio recorre un mvil que parte con una velocidad de 15 m/s

durante 2 s y tiene una aceleracin de 4 m/s2

.

30. Un vehculo recorre 60 m teniendo una velocidad inicial de 10 m/s y una

velocidad final de 20 m/s. Calcular el tiempo empleado?

31. Calcular la aceleracin que adquiere mvil que recorre 10 m, teniendo una

velocidad inicial de 2 m/s y una velocidad final de 6 m/s.

32. Una rueda logra dar 5 vueltas en 20 s, si el giro es uniforme, halle la

velocidad angular de la rueda.

33. Qu velocidad angular tiene una turbina Pelton cuando gira con una

frecuencia de 300 RPM?

34. La silla de carrusel tiene una velocidad angular de 2 rad/s y una velocidad

lineal de 8 m/s, halle su radio de giro.

35. Un rodillo trabaja a 660 RPM. Qu ngulo barre este rodillo en 5 s?

36. Si un mvil posee una velocidad lineal de 4 m/s, encuentre la velocidad

angular, siendo el radio 10 m.

V = 4 m/s

R= 10 m


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UNIDAD 05

ENERGA


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Energa potencial gravitatoria, es aquella energa que tienen los cuerpos en

reposo, situados a cierta altura con respecto a un plano de referencia elegido

arbitrariamente. Esta energa aumentar cuanto mayor sea la altura en que seencuentra y cuanto mayor sea su peso.

Energa hidroelctrica: Electricidad generada por la energa del flujo de agua.

Energa elica: Es la energa del aire en movimiento.

Energa solar: Energa obtenida del sol almacenando su calor o transformando

sus rayos en electricidad. As por ejemplo, se tienen los calentadores solares,

los paneles solares, los paneles fotovoltaicos o celdas solares transforman los

rayos del sol en electricidad, la que se almacena en una batera.

Energa qumica: Es aquella forma de energa que se obtiene generalmente

de las reacciones qumicas, por ejemplo de la combustin que se libera un

cantidad de calor, tal es el caso de la quema de combustibles (gasolina,

petrleo, etc.).

Energa geotrmica:Aprovecha el calor interno de la tierra. Como en algunoslugares las rocas subterrneas son muy calientes, se instalan caeras para

calentar el agua.

La energa se puede transformar de una forma a otra, as se puede observar

que la energa elctrica al llegar al filamento de la lmpara se transforma en

otro tipo de energa que es la energa luminosa.

Cuando se lima una pieza, se utiliza energa mecnica, que se transforma en

energa calorfica.


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5.3. CALOR.

El calor es una forma de energa, aplicable a los ms diversos fines, y se hace

presente cuando entre un cuerpo y el ambiente que lo rodea existe una

diferencia de temperatura.

Fuente de calor.

Cualquier dispositivo capaz de producir calor se llama FUENTE DE CALOR.

Se pueden clasificar las fuentes de calor en Naturales y Artificiales.

Naturales:

El sol es la principal fuente de calor natural. Adems de ENERGA LUMINOSA,

ese astro enva a la tierra ENERGA TRMICA, causante de la existencia de

vida en el planeta.

Artificiales:

Pueden ser de los siguientes tipos:

- Fsicas

- Qumicas

Fsicas:

Rozamiento, choque, pasaje de la corriente elctrica a travs de resistencia.

Qumicas:

Combustin.


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El calor es una de las formas de energa.Los cuerpos estn formados por

unos corpsculos muy pequeos llamados molcula. Ests molculas estn en

constante movimiento, teniendo por ello una energa cintica. Comoconsecuencia de esta energa cintica, el cuerpo tiene una cantidad de calor. El

calor provoca en los cuerpos un aumento de tamao (dilatacin), y si el calor

alcanza valores lo suficientemente grandes, provoca en el cuerpo un cambio de

su estado fsico (fusin, evaporacin).

Calculo del calor. El calor se puede calcular en funcin de la masa del cuerpo,

la naturaleza del mismo y la diferencia de temperatura existente entre l y el

ambiente que lo rodea.

Q m Ce T. .

Donde:

Q: cantidad de calor que un cuerpo gana o pierde.

m: masa del cuerpo.

Ce: calor especfico del cuerpo.

T = (T2T1): diferencia o variacin de temperatura.

T2: temperatura final.T1: temperatura inicial

Las unidades para medir el calor son: la calora, llamada tambin calora gramo

y la kilocalora o calora grande. Para la medicin se emplea el calormetro.

Se llama CALORA a la cantidad de calor necesario para elevar en 1C la

temperatura de 1 gramo de agua.

1000 caloras = kilocalora

CALOR ESPECFICO (Ce):Representa la cantidad de calor que debe ganar o

perder la unidad de masa de una sustancia con la finalidad de elevar o reducir

su temperatura en un grado.

Para el agua: Ce H2O = 1 cal / gC = 1 kcal / kgC


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Calores Especficos de algunos metales:

Metal Ce: kcal / kg C

Aluminio 0,227

Hierro 0,113

Cinc 0,093

Cobre 0,093

Bronce 0,086

Temperatura. Se denomina temperatura al nivel alcanzado por el calor de un

cuerpo. Este nivel no depende de la masa del cuerpo y s de su propia

naturaleza.

Para su medicin se emplea el TERMMETRO, el cual consta de un tubo de

seccin muy fina (tubo capilar), con un bulbo en uno de sus extremos y cerrado

en el otro. En el interior del tubo se introduce generalmente alcohol o mercurio;

la dilatacin de estos lquidos indican la temperatura en una escala graduada

sobre el tubo. As se tienen el termmetro clnico, termmetro metlico, el

pirmetro ptico, termocupla o termopar.

TERMMETRO METLICO


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PIRMETRO DE TERMOCUPLA O TERMOPAR

Las escalas termomtricas se les pueden clasificar en escalas absolutas y

escalas relativas.

ESCALAS RELATIVAS. Son aquellas que toman como referencia,

propiedades fsicas de alguna sustancia en especial. Por ejemplo para la

escala Celsius se toma como referencia al agua. As se tienen: Celsius (C) y

Fahrenheit (F).

ESCALAS ABSOLUTAS:Son aquellas que toman como referencia al llamado

cero absoluto y pueden ser: kelvin (K) y rankine (R).

Relacin entre las diferentes escalas:

C

5

F 32

9

K 273

5

R 492

9

EFECTOS DEL CALOR.

El calor causa:

a) Variacin de temperatura.

b) Dilatacin de los cuerpos.

c) Cambio de estado fsico.


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DILATACIN DE LOS SLIDOS Y LQUIDOS.

Se llama dilatacin al aumento de tamao que experimentan los cuerpos al

aumentar su temperatura.

La dilatacin se produce debido a que al calentar un cuerpo, aumenta la

velocidad con que se mueven sus molculas, las cules se van separando

unas de otras cada vez ms, originando est separacin el aumento del

tamao del cuerpo.

La dilatacin afecta a todos los cuerpos, cualquiera que sea su estado fsico.

Al calentar un cuerpo en estado slido aumenta de tamao, o sea se dilata.

Dilatacin lineal, es aquella dilatacin que se hace aumentando

predominantemente su longitud.

Dilatacin superficial, es aquella dilatacin que afecta a la superficie de un

cuerpo.

Dilatacin cbica, es aquella que se presenta cuando el cuerpo se dilata entodo su conjunto.

APLICACIONES DE LA DILATACIN DE LOS SLIDOS.

El fenmeno de la dilatacin de slidos tiene muchas aplicaciones en la vida

prctica. As el zunchado de piezas para darles ms resistencia y la colocacin

de llantas a una rueda son dos ejemplos de ellos. En ambos casos, el zuncho o

la llanta se calientan, con lo que aumenta el tamao y se puede colocar.

Despus, al enfriar se contraen, y quedan comprimiendo al tubo o rueda,

dndoles ms consistencia.

Zuncho Rueda


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En las estructuras metlicas o construccin de calderos, el remachado de

piezas se hace con los remaches. Al enfriarse la contraccin presiona

fuertemente a las piezas.

En otros casos, hay que prevenir los efectos de la dilatacin para que no sea

causa de perjuicios. As en los hornos, se dejan unos espacios entre los

ladrillos, llamados juntas de dilatacin, para compensar el tamao que va a

sufrir el ladrillo al dilatarse.

Los rieles de un ferrocarril tienen separaciones cada cierto tramo, o juntas de

dilatacin, que permiten un libre movimiento de las fuerzas expansivas de la

dilatacin.

A las tuberas muy largas, por las que circulan fluidos sujetos a cambios de

temperatura, se les da una curvatura o forma de arco que permite las

contracciones y dilataciones que podran deformar o romper la canalizacin.


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CAMBIOS DE ESTADO Y SUS CLASES.

Uno de los efectos ms importantes que el calor ejerce sobre los cuerpos es

cambiarles su estado fsico.

As, como un cuerpo slido se calienta, puede convertirse en un lquido. Un gas

al enfriarse, puede convertirse en un lquido, etc.

Los cambios de estado podemos clasificarlos en dos grupos: progresivos yregresivoso dicho de otro modo: endotrmicos y exotrmicos.

Un cambio de estado es progresivo o endotrmico cuando para su

realizacin absorbe calor.Un cambio de estado regresivo o exotrmico cuando para su realizacindesprende calor.

Los cambios de estado son procesos reversibles. Esto quiere decir que cuando

a un cuerpo se le hace cambiar de estado calentndolo, se le puede volver al

estado primitivo enfrindolo y viceversa.

Los cambios de estado son:ESTADOINICIAL

ESTADO FINALCAMBIO

REALIZADONATURALEZADEL PROCESO

SlidoLquidoLquido

GasSlidoGas

LquidoSlidoGas

LquidoGas

Slido

1. Fusin2. Solidificacin3. Vaporizacin4. Licuefaccin5. Sublimacin6. Sublimacin

regresiva

EndotrmicoExotrmico

EndotrmicoExotrmico

EndotrmicoExotrmico

SLIDO LQUIDO GASEOSO

1

2

3

4

5

6


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PROPAGACIN DEL CALOR.

La propagacin del calor de un cuerpo a otro se puede hacer en las formassiguientes: por conduccin, por conveccin, y por radiacin.

Propagacin del calor por conduccin.

Se dice que el calor se propaga por conduccin cuando va pasando a travs

del cuerpo de molcula a molcula. Es la forma usual de propagarse el calor en

los cuerpos slidos.

Cuando se coge una varilla de metal con la mano por un extremo, el calor vaavanzando de molcula a molcula a travs de la varilla, hasta que notamos

que el calor llega al extremo donde esta la mano, tal como se observa en la

figura.

Los cuerpos no conducen igualmente el calor.

Algunos, como los metales, son muy buenos conductores del calor. Otros como

el corcho, la madera, la lana, el vidrio, el asbesto son malos conductores del

calor.

Los lquidos y gases conducen mal el calor. El vaco no propaga el calor por

conduccin, ya que no hay molculas que lo puedan transportar.

Esta forma tan distinta de conducir el calor se aprovecha para mltiples fines

prcticos. As por ejemplo, los recipientes destinados a producir vapor

(calderas, utensilios de cocina) se hacen metlicos con objeto de que

conduzcan bien el calor hasta el lquido que est en su interior.

Los cuerpos malos conductores se emplean para protegerse del fro. Por

ejemplo en los pases fros, las ventanas se construyen con doble vidrio; el aire

que queda entre ambos cristales, muy mal conductor del calor, impide que


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salga el calor de la habitacin y que este se enfre. Los abrigos se hacen de

lana. Las botas para la nieve se forran de lana, algodn, etc.

Propagacin del calor por conveccin.

Es la forma de propagarse el calor en los fluidos (lquidos y gases). Se produce

debido a que los fluidos calientes tienen menos densidad que los fros. Debido

a est circunstancia, los lquidos y gases calientes tienden a subir, mientras

que los fros ms pesados tienden a bajar. Se establecen unas corrientes

llamadas corrientes de conveccin, tal como se observa en la figura.

Muchos fenmenos tienen su explicacin en la propagacin del calor por

conveccin.

La brisa del mar y tierra, los vientos peridicos, la calefaccin central de los

edificios, el tiro de la chimenea, son ejemplos de consecuencia o aplicaciones

de la conveccin. As por ejemplo en una refrigeradora, el congelador se halla

siempre en la parte superior, con el fin de que el aire enfriado pase a la parte

inferior a la vez que el aire de mayor temperatura, que absorbe el calor de los

cuerpos se desplace a la parte superior, producindose dentro del recinto un

movimiento convencional que mantiene una temperatura sensiblemente baja

en toda la refrigeradora.


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Propagacin del calor por radiacin.

Cuando el calor pasa de un cuerpo a otro sin necesidad de la intervencin de

un medio transmisor, entonces se propaga por radiacin. El cuerpo caliente

emite ondas o radiaciones, que se van extendiendo por el espacio.

La radiacin del calor de un cuerpo, o sea la cantidad de calor que un cuerpo

cede, depende de su temperatura, siendo proporcional a la cuarta potencia de

su temperatura absoluta.

La propagacin del calor del sol hasta la tierra se hace por radiacin.

Anlogamente, el calor de una estufa se propaga por radiacin al medio que lo

rodea. Cuando queremos calentarnos las manos no es preciso que toquemos

con las manos el cuerpo caliente. Al aproximarlas, ya recibimos el calor por

radiacin.

Los cuerpos de color negro son los que mejor absorben la radiacin, asimismo

son la que mejor lo irradian. Los cuerpos de colores claros, brillantes y pulidos

son malos absorbentes del calor estas superficies reflejan la radiacin que

incide en ellos.


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PRCTICA N 05

Cuestionario:

1. Qu diferencia hay entre calor y temperatura?

2. Qu efectos produce el calor?

3. A qu se llaman termmetros?

4. Qu importancia tiene la dilatacin en los cuerpos?

5. Qu fenmeno se verifica a menor temperatura, la evaporacin o la

ebullicin?

6. Por qu hay que dejar en los hornos industriales ciertas juntas en las

paredes?

7. Por qu no se emplea agua para fabricar termmetros, a pesar de ser

este lquido el que ms abunda en la naturaleza?

8. Qu factores intervienen en la conduccin del calor?

9. Qu diferencia hay entre evaporacin y ebullicin?

10. El lugar A esta a 35 C, el lugar B a 95 F, el lugar C a 75 F y el lugar D a

30 K. Ordenar las temperaturas en C en forma ascendente.

11. A qu temperatura de la escala Fahrenheit se cumple que la lectura en

la escala Fahrenheit es el triple de la lectura en la escala Celsius?

12. Cul es la diferencia entre licuefaccin y condensacin?

13. Dnde hace ms fro, en un lugar que estn a una temperatura de 2C o

en otra donde estn a 14F?

14. A qu temperatura en rankine se cumple que la temperatura en grados

Fahrenheit es el triple de la lectura en la escala Celsius?


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15. Calcular la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 200

g de Al de 10 C a 40 C, si el Ce del Al es 0,212 cal / gC.

16. Un bloque de cobre de masa 200 g es calentado de 30C a 80C, si suCe =0,093 cal / gC; que cantidad de calor se le debe suministrar al

bloque?

17.A B C

1 g 1 g 1 g

Con una misma cantidad decalor, Cul de estos cuerpos

experimentan la mayorvariacin de temperatura?,

siendo su Ce: cal/gC;A = 3, B = 2, C = 4

18.

1

2

3

Qu tipo de dilatacin se daen cada uno de los cuerpos?

19.Cmo se propaga el calor a

toda la masa lquida y a travsde la varilla?

20.

Ag

Au

Cu

Q

En qu orden llega el calor alos extremos de las varillas, si

se entrega la misma cantidadde calor?


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UNIDAD 06

FUERZA: APLICACIONES


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FUERZAS

6.1. DEFINICIN.

Es todo agente capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un

cuerpo y tambin produce deformaciones sobre los cuerpos en los cuales

acta.

Cuando se habla de una fuerza aplicada a un cuerpo, adems de indicar su

valor es necesario decir en que direccin y en que sentido se aplica: de arriba

para abajo, de abajo para arriba, de izquierda a la derecha etc. Por eso se usa

un smbolo especial para representar una fuerza. Ese smbolo es el vector.As, como las cifras representan nmeros, los vectores representan la fuerza.

Todos los vectores tienen los siguientes elementos:

ORIGENMDULODIRECCINSENTIDO

Para representar grficamente un vector-fuerza es necesario definir una escala

de acuerdo a los valores de los mdulos. Para representar una fuerza de 3newton escogemos por convencin la escala: 1 cm = 1N

Del esquema, los elementos de una fuerza son:

Punto de aplicacin:Intensidad de la fuerza:Direccin de la fuerza:

Sentido de la fuerza:

O3 NDireccin de la recta L, llamadatambin soporte del vector, paraidentificar una direccin esnecesario indicar el ngulo () queforma la recta, con el eje X.Sentido de la flecha a partir delpunto de aplicacin.

o

3N

L

x


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No siempre se hace un dibujo cuando se quiere representar una fuerza

cualquiera.

Generalmente se simboliza la fuerza con una letra F con una flecha, lo quesignifica que se trata de un vector. Cuando se quiere simbolizar solamente la

intensidad (valor numrico) de la fuerza bastara escribir la letra F sin flecha.

Ejemplo:

F = Vector - fuerzaF = 30N (intensidad de la fuerza)

6.2. UNIDADES DE FUERZA.

kilopondio.- Es la unidad de la fuerza del sistema tcnico. Equivalente al

kilogramo-fuerza

newton.- Es la unidad de fuerza del sistema Giorgi o MKS

dina.- Es la unidad de fuerza del sistema cegesimal (cgs), est unidad es

sumamente pequea y slo se utiliza en experiencias de laboratorio.

libra fuerza.-Es la unidad de fuerza del sistema ingls

EQUIVALENCIAS

kp N dina lb-f

kp 1 9,8 980 000 2,2

N 0,102 1 100 000 0,22

dina 1,02x10-6 10-5 1 0,22x10-5

lb-f 0,454 4,45 445 454 1

Estas equivalencias se emplean como factores de conversin, cuando se

quiere transformar unidades de un sistema a otro.


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Ejemplos:

1. Expresar en newton, 18 kilopondios:

1 kp equivale a 9,8 N

18 kp equivale a x N

luego:

kp

Nkpx

1

8,918

x =

2. Expresar en kilopondios, 65 libras-fuerza

1kp equivale a 2, 2 lb-f

ykp equivale a 65 lb-f

luego:

Y =

3. Convertir 30 kilopondios a libras-fuerza

4. Convertir 205 kilopondios a newton

5. Convertir 350 000 dinas a N y kp

6. Convertir 100 lb-f a kp

7. Convertir 490 kp en N

8. Cuntos newton se tiene en 250 000 dinas?


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6.3. FUERZAPESO.

El peso, es una fuerza de origen gravitacional que nos expresa la medida de lainteraccin entre la tierra y un cuerpo que se encuentra en sus inmediaciones.

Se le representa por un vector vertical y dirigido hacia el centro de la tierra. El

peso equivale al producto de la masa (m) por la aceleracin de la gravedad (g),

para la gravedad de la tierra se considera 9,8 m / s2.

Para una barra de masa m:L L

W = mg

Para un bloque de masa m, quese apoya en un superficiehorizontal:

W = mg

Para un bloque de masa m, sobreun plano inclinado:

W = mg


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6.4. FORMAS DE ACCIN DE LAS FUERZAS.

Las fuerzas que actan sobre los cuerpos tienden a variar la forma de stos.

Segn la direccin, sentido y su punto de aplicacin de las fuerzas y forma del

cuerpo, stas podran ser:

a. COMPRESIN. Un cuerpo se halla

sometido a un esfuerzo de

compresin cuando las fuerzas que

actan sobre l tienden a acortarlo

en una de sus dimensiones.

b. TRACCIN. Un cuerpo est

sometido a un esfuerzo de traccin

cuando las fuerzas que actan sobre

l tienden a alargarlo en una de sus

dimensiones.

c. FLEXIN. Un cuerpo est sometido

a esfuerzos de flexin cuando las

fuerzas actan perpendicularmente asu eje longitudinal y tienden a

encorvarlo en direccin de la fuerza.

d. CIZALLAMIENTO O CORTE. Se

produce esfuerzo de cizallamiento

cuando sobre el cuerpo actan dos

fuerzas con direcciones

superpuestas y sentidos contrarios.

Estas fuerzas tienden a trozar el

cuerpo.

e. TORSIN. Un cuerpo se halla

sometido a esfuerzos de torsin si

dos fuerzas actan en planos

paralelos del cuerpo, de modo que

una de ellas tiende a hacer girar al

cuerpo en un sentido y la otra, en

sentido contrario.


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f. FLEXION POR FUERZA AXIAL. Se

puede tambin producir flexin si las

fuerzas actan en el sentido del eje

del cuerpo, si este tiene ciertaconvexidad.

ACCIN Y REACCIN (3raLey de Newton).

La tercera ley de newton establece que a toda fuerza de accin le corresponde

una fuerza de reaccin simultnea de igual modulo y direccin, pero de sentido

opuesto. Las fuerzas de accin y reaccin se manifiestan sobre cuerpos

diferentes.

El principio de la igualdad de la accin y reaccin est presente no slo en lostrabajos prcticos sino tambin en nuestra actividad diaria.

Al caminar, se puede constatar que la fuerza se hace para atrs, y sin embargo

nos trasladamos para adelante con una fuerza R.

Cuando se rema, la fuerza de accin se hace atrs, el bote se desplaza con

una fuerza de reaccin R hacia delante. En la vida laboral, numerosas tcnicas

exigen que la pieza trabajada est en equilibrio.

As:

Los mordientes hacen fuerza contrala pieza, que reacciona con unafuerza de sentido opuesto.

En el torno la pieza gira haciendofuerza contra la herramienta; esta asu vez reacciona con una fuerzacontra la pieza.

Hacer el esquema de las fuerzas queactan sobre la p

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