TALLER N1

ANTHONY CARRILLO BUSTOS

GERALD MESTRA RODRGUEZ

UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC

FACULTAD DE INGENIERA

BARRANQUILLA, ATLNTICO

2015

1 Consulte la historia de los sistemas de unidades siguientes: a. Sistema

Internacional de Unidades b. Sistema Ingls de Unidades

El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, es el sistema de unidades

que se usa en todos los pases del mundo, a excepcin de tres que no lo han

declarado prioritario o nico.

Se instaur en 1960, en la XI Conferencia General de Pesas y Medidas, durante la

cual inicialmente se reconocieron seis unidades fsicas bsicas. En 1971 se aadi

la sptima unidad bsica: el mol.

Una de las caractersticas trascendentales, que constituye la gran ventaja del

Sistema Internacional, es que sus unidades se basan en fenmenos fsicos

fundamentales. Excepcin nica es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo,

definida como la masa del prototipo internacional del kilogramo, un cilindro de

platino iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesas y

Medidas.

Las unidades del SI constituyen referencia internacional de las indicaciones de los

instrumentos de medicin, a las cuales estn referidas mediante una concatenacin

ininterrumpida de calibraciones o comparaciones.

Esto permite lograr equivalencia de las medidas realizadas con instrumentos

similares, utilizados y calibrados en lugares distantes y, por ende, asegurar el

cumplimiento de las caractersticas de los productos que son objeto de

transacciones en el comercio internacional, su intercambiabilidad.

Entre los aos 2006 y 2009 el SI se unific con la norma ISO 31 para instaurar el

Sistema Internacional de Magnitudes (ISO/IEC 80000, con las siglas ISQ).

El sistema de medicin ingls de unidades se lo conoce tambin con el

nombre de sistema imperial. Se trata de la unin de todas las unidades no

mtricas que en la actualidad son empleadas en Estados Unidos y otros pases que

tienen como idioma principal el ingls, como el caso, por supuesto, de Inglaterra.

Sin embargo, entre ambos pases existe una serie de diferencias en las unidades,

as como tambin existen numerosas discrepancias entre los sistemas que se

emplean en la actualidad con los que se utilizaban en otras pocas.

En cuanto a las caractersticas generales de este sistema de medicin ingls

podemos mencionar que tiene como origen la evolucin que se produjo de todas las

unidades locales que con el correr del tiempo se fueron perfeccionando. Asimismo,

el sistema es un derivado del conjunto de aproximaciones que se han venido

haciendo en Inglaterra, en especial en cuanto a la estandarizacin de los mtodos

y las tcnicas. Pero como origen o influencia absoluta de estos sistemas tenemos

que mencionar a las unidades que se utilizaban en la Roma antigua.

Sin embargo, con el correr de los aos, este sistema fue reemplazado de manera

paulatina por otro mucho ms abarcativo: el Sistema Internacional de Unidades. A

pesar de esto, dos factores esenciales fueron los que produjeron una fuerte

resistencia al cambio de mtodo: la inercia del sistema primigenio y el costo

sumamente elevado de la migracin

2 Indique cules son las unidades de las siguientes cantidades fsicas en

el sistema ingls y el sistema internacional:

Unidad Sistema internacional Sistema ingles

Masa Kg Slug

Volumen Metro cubico Pie cubico

Presin Pascal Psi

T absoluta Kelvin Rankin

T relativa Celsius Fahrenheit

Gravedad Metro/segundo

cuadrado Pie/ segundo cuadrado

Densidad Kilogramo/metro cubico Libra/pie cubico

Gravedad especifica Kilogramo/metro cubico Slug/pie cubico

Peso especifico Newton/metro cubico Libra fuerza/pie cubico

Viscosidad dinmica Pascal/segundo Libra fuerza/pie

cuadrado

Viscosidad cinemtica

Metro cuadrado/segundo

Pies cuadrado/segundo

Fuerza Newton Libra

Calor especifico J/gk

Energa interna total Jkg

Trabajo Julio Ftlb

Calor Cal Btu

Masa molar Kg/mol

Velocidad M/s Ft/s

Entropa J/k Btu/r

Longitud Metro Pie

Potencia Voltio Caballo de fuerza

3 Demuestre que las siguientes cantidades no tienen unidades:

a. Numero de Reynolds

= 3 1

11 =

1

1 = sin

b. Nmero de Mach

=1

1 = sin

c. Nmero de Prandtl

=2211

233 =

233

233 = sin

d. Nmero Froude

=2

2 = sin

e. Nmero de Biot

=21 1

11 =

11

11 = sin

4 Realice las siguientes conversiones de unidades:

a. 150 GPa a N m2

150 (150109 )(1 2) 1,51011 2

b. 300C a F

=9

5(300) + 32 = 572

c. 750 mm2 a ft2

7502 12

1002= 7,52

(0,00108 2)

12= 0,0081 2

d. 14 107 in4 a m4

14107 4(12)2

(15502)2 58,274

5 Escriba con sus propias palabras una definicin de sistema y utilice uno

o varios dibujos para ilustrar su definicin.

Un sistema es un conjunto de pasos o normas establecidas que se deben seguir

para poder llevar acabo algn fin en particular, tal sistema depende de diferentes

agentes para que se lleve a cabo su desarrollo en su totalidad y de la manera ms

eficiente.

Estos sistemas los podemos encontrar en nuestro da a da, ya que todo el

funcionamiento de la sociedad se comporta bajo un mismo sistema en el cual todos

asemos parte.

6 Establezca la(s) principal(es) diferencia(s) entre sistemas abiertos

(volmenes de control) y cerrados. Ilustre las diferencias con dibujos y al

menos cinco ejemplos.

SISTEMAS ABIERTOS SISTEMAS CERRADOS

Relaciones de intercambio con el medio ambiente

No interactan con el medio ambiente

Intercambian materia y energa No reciben otros agentes fsicos fuera de el

Son adaptivos Son hermticos a cualquier influencia del amiente

No pueden vivir aislados No reciben ninguna influencia del ambiente

Se mantiene y sustenta No influencia al ambiente

Se mantiene y sustenta Son determinsticos y programados

Evitan el aumento en entropa La masa no cambia

Mantienen un continuo flujo de entrada y salida

No existe flujo de materia

7

=

4(2) =

2

4

= (

) = (

2

4()) =

2

=

2 =

2

2 =

4

=

4 =

2

4 =

8

8

= 1 ; = 200 ; = 7102 = 7103/2

(20) = 0 (20) = (20) =

(20) =

=

(20)

=(1000)((20))(0,0025103)

(7103)(0,2)2 = 3,053 /

9 Un cuerpo con peso de 120 lb con rea superficial plana se desliza hacia

abajo sobre un plano inclinado lubricado que forma un ngulo de 30 con la

horizontal. Para viscosidad de =XP y velocidad del cuerpo de 3 ft/s, determine el

espesor de la pelcula lubricante. Para la viscosidad tenga en cuenta que X

corresponde a su ultimo digito de la cedula

= 120 ; = 30 ; = 5 ; = 3

=

=

=

Donde

= (30) = 120 (30) = 60

= 5 1 /

479 = 0,0104 /

Remplazando

=(0,0104 /)(3 /)

60 = 5,2104

12 El sistema mostrado en la figura se encuentra a 20C. Si la presin atmosfrica es

igual a 1 atmsfera, y la presin en el fondo del tanque es 242 kPa, Cul es la gravedad

especfica del fluido desconocido?

Sabiendo que la presin atmosfrica es 1 atm, a lo que es igual

Patm = 1 atm Patm = 101,325 KPa

Aplicando la ecuacin de presin hidrosttica, a lo largo de todo el fluido tenemos que:

Pfondo = Patm + lubrgh1 + aguagh2 + xgh3 + mercugh4

Remplazando:

=

+ (,

)(.

)()

+ (,

)(,

)() + ()

+ (

)(,

)(, )

= + , + , + () +

= + , + , + () +

= , + ()

, = ()

= , /

Obtenido el pero especifico del fluido desconocido, determinamos su gravedad especfica:

=,

, = ,

13 En la Figura el medidor de presin A registra una presin manomtrica de 1.5 kPa.

Si los fluidos se encuentran a una temperatura de 20C. Determine las alturas de los

fluidos en los tubos B y C.

Para determinar las alturas de los piezmetros B y C. debemos aplicar la ecuacin de

presin hidrosttica:

Para el piezmetro B, tenemos:

+ + ( ) = =

/ + (, /)() + (, /)(, ) (, /)( ) =

/ + , / + , / , / + , / =

, = ,

=,

,

= ,

Para el piezmetro C, tenemos.

+ + + () = =

/ + (, /)() + (, /)(, ) + (, /)()

(, /)() =

/ + , / + . / + , / , / =

, = ,

=,

,

= ,

14 En la siguiente figura la presin en el punto A es de 25 psi. Todos los fluidos se

encuentran a 20C. Cul es la presin en el aire encerrado en la cmara B, en Pascales?

Haciendo la conversin:

(, ) = , = ,

Determinamos en peso especfico del lquido:

= = , , = , /

Sabiendo que:

=

+ =

, (, )(, ) + ()(, ) (, )(, ) =

= ,

15 Derive una expresin para el cambio de la altura capilar h, como se muestra en la

siguiente figura, tenga en cuenta que el fluido tiene una tensin superficial Y y un ngulo

de contacto , entre dos platos paralelos separados por W. Evale h con la condicin de

temperatura de agua a 20oC y W=0,5mm.

Para determinar la altura h, empleamos la siguiente ecuacin:

=()

Sabiendo que el ngulo de contacto es igual a cero y R=W, Remplazamos:

=()(, )()

(, )(, )= , = ,