A P R O V E C H A M I E N T O D E L A E N E R G I A S O L A R

Calentadores solares:

Una opción de ahorro y protección ambiental

 

 

Calor de Hogar

En el mercado hay distintos tamaños de calefactores solares. ESPECIAL

• Calentadores solares

Desde hace cuatro años, aproximadamente, se vive un auge en México en el uso de estos aparatos

 Aunque todavía parece extraño, pues no todo el mundo los ha adoptado, los calentadores solares cada vez son una mejor opción para el aprovechamiento de los recursos naturales y el ahorro de los bolsillos en el hogar.

Pareciera que se trata de artefactos que en otros países han encontrado una mejor acogida, y efectivamente así es; sin embargo, en la actualidad es más común encontrar en las calles de esta ciudad comercios que se ocupan de la instalación de estos artefactos, cuya función es calentar el agua aprovechando la energía que emiten los rayos del Sol.

Si se trata de un artefacto de mayor uso en otros países, en Europa por ejemplo, es por una simple razón: el gasto que representa la instalación de un calentador solar, el cual no es nada económico, sobre todo si se piensa en que se hará de un jalón, aunque a la larga -en los 20 ó 25 años de vida que tienen- su uso en los hogares signifique un importante ahorro para los bolsillos, pues con su uso se puede eliminar un gran porcentaje del gasto en el consumo de gas.

Carlos Alberto Pérez Romo, especialista en este producto, se ha dedicado al comercio de los calentadores solares desde hace cinco años y asegura que algunos de sus clientes incluso han dejado de surtir gas en sus casas por un periodo hasta de 15 meses.

En ese sentido, el gasto acumulado que implica la compra mes a mes de gas llega pronto a igualar al gasto realizado en la compra del calentador solar. Se estima que el periodo promedio de recuperación del dinero invertido en el calentador solar es de entre uno y tres años, dependiendo del uso que se haga de él.

“En primer lugar debemos pensar que no se trata de un gasto, sino de una inversión, cuya recuperación se puede tener en un plazo de 12 a 24 meses; y en 25 años, estaríamos hablando de un ahorro de 200 mil a 400 mil pesos, ya que tener un calentador solar implica comprar gas una vez por año”, advierte Carlos Alberto.

Y si no es suficiente la razón económica para pensar en hacerse de un calentador solar, habría que tomar en cuenta su relevancia en el impacto en la ecología, pues al dejar de utilizar gas, se evitan las grandes concentraciones de hidrógeno que se emiten en cada vivienda y que repercuten directamente en el medio ambiente, provocando así los cambios climáticos que nos afectan en la actualidad.

 


Variedad ante cualquier necesidad

“Según el sapo es la pedrada”, reza el refrán, y así aplica en este caso. No todos los calentadores solares tienen las mismas características y dimensiones, pues éstas deben ajustarse a las necesidades de cada persona, familia o industria.

Así, Carlos Alberto Pérez Romo nos cuenta que hay calentadores que pueden servir para una sola persona o hasta ocho, si se habla específicamente de los aparatos empleados en las casas habitación, pues hay algunos otros de mayor tecnología y capacidad que pueden ser utilizados en las grandes industrias.

En ese sentido, los precios también varían, de tal suerte que habrá algunos cuyo costo sea de dos mil 800 pesos o incluso alcance los 20 mil pesos, dependiendo precisamente de su tamaño.
Por ejemplo, dice Carlos Alberto, “hay calentadores solares que tienen un tanque de almacenamiento de 180 litros de agua, para cuatro personas. Este tanque está termosellado, con el propósito de que el agua almacenada no pierda el calor durante la noche”.

Algunas dudas

Hay otras dudas que surgen en el momento de adquirir un calentador solar de agua. Una de ellas tiene que ver con la resistencia de estos aparatos. Es decir, ¿serán capaces de soportar las inclemencias del clima?

Carlos Alberto dice tajante que “sí”. En lo que respecta a los vientos capaces de tirar en algunos casos anuncios espectaculares, sin dudarlo advierte que difícilmente podrían mover de su sitio un calentador, pues se trata de granes estructuras que son instaladas en los techos de las viviendas, además, por su posición inclinada y vertical, así como el peso de la pieza y el agua que contiene, no es factible que se muevan con una ventisca, a menos que se trate de un huracán.


“En zonas donde hay condiciones climáticas de gran fuerza, los calentadores solares se anclan a la superficie del techo”, explica.

Añade que se trata de estructuras resistentes, así que tampoco es factible que una lluvia o granizada pueda afectar los tubos al vacío que se encargan de captar la energía solar.
Asimismo, Carlos Alberto destaca que no hay que temer a la llegada del invierno, pues incluso en esta época del año es factible contar con agua caliente, pues los tubos de vidrio al vacío captan los rayos UV “esté nublado o no”. La diferencia entre la época de calor y la de frío, tiene que ver básicamente con que en la primera se alcanza el grado de ebullición más rápido y casi de forma inmediata se calienta el agua, mientras que en e segundo caso, tarda más horas en recuperarse en agua caliente.


En corto, ventajas

*Los calentadores utilizan energía que no es contaminante.

*Por el uso de la energía solar no se pagan regalías.

*El uso de estos aparatos ayudan a evitar el calentamiento global.

*Al emplearlo, se hace un ahorro de hasta el 90% del uso del gas.

*La recuperación de la inversión se verá en un plazo menor a tres años.

*Ya no se correrá el riesgo de quemarse al encender el boiler.


“Los calentadores solares existen desde hace 50 años, la tecnología tiene una década y su boom se ha dado probablemente en los últimos cuatro años”, Carlos Alberto Pérez Romo, experto y comerciante.

Ventajas fiscales AL USAR UN EQUIPO SOLAR

• El equipo solar es considerado anticontaminante y existen ventajas fiscales si los equipos solares tienen aplicaciones comerciales o industriales.
• Por lo tanto, la ley del impuesto sobre la renta considera esta inversión como
• sujeta de una amortización acelerada en dos artículos:
• ARTICULO 44:- Por cientos de deducción de activos fijos.
• 2) 100% para los siguientes bienes:
• Equipo destinado a prevenir y controlar la contaminación ambiental en cumplimiento de las disposiciones legales respectivas.
• ARTÍCULO 294.- Opción para deducción inmediata de inversiones de bienes nuevos de activo fijo.
• 3) 97% como equipo destinado a prevenir y controlar la contaminación ambiental en cumplimiento de las disposiciones legales respectivas.
• Recientemente hubo una Reforma al Código Financiero en el artículo 265 HG, donde se menciona que las empresas ubicadas en el Distrito Federal y que cuenten con equipo anticontaminante o de reciclado, podrán gozar de un descuento de hasta 50% en el impuesto sobre nómina y un 25% en el impuesto predial.

 

¿Cuánto gas LP se ahorra empleando captadores solares de agua?

Usar la energía solar es una opción mucho más barata que el gas LP, el gas natural u otros combustibles para calentar agua. Además, no contamina, es mucho más seguro, contribuye a conservar los energéticos fósiles y evita la fuga de divisas ocasionada por la importación de combustibles.

México es un país privilegiado por su recurso solar. Sobre cada metro cuadrado de su superficie se recibe diariamente un promedio de unos 20 MJ (un MJ es un millón de joules; el joule es la unidad de medida de energía en el Sistema Internacional de Unidades). Para tener una idea de esta cantidad, la energía calorífica contenida en un kilogramo de propano, que es el principal constituyente del gas LP, es de 48 MJ. Es decir que en 2.5 m2 de superficie horizontal de la azotea de una casa, se recibe en un día una cantidad de energía equivalente a la de un kilogramo de este gas. Si consideramos una azotea de 100 metros cuadrados, la energía solar que diariamente incide sobre ésta en la ciudad de México, es equivalente a más del contenido energético de 40 kg de gas LP.

Ahora bien, las leyes de la termodinámica nos impiden aprovechar el 100% de esta energía. El rendimiento térmico de un calentador o captador solar de agua es el porcentaje de la energía solar que incide sobre éste, que realmente se aprovecha para calentarla. Este rendimiento térmico depende esencialmente de los siguientes factores: 1) la calidad del captador solar, 2) la calidad de su instalación y las condiciones de su operación, 3) qué tan alta sea la radiación solar y la temperatura ambiente y 4) la temperatura requerida para el agua y la temperatura del agua de alimentación desde la tubería de distribución. Dependiendo de estos factores, el rendimiento térmico del captador puede variar desde cero hasta un 80% o más. En seguida, se comenta más ampliamente el efecto de estos factores.

1. La calidad del captador. Depende de qué tan buenos sean su diseño termomecánico, los materiales empleados en su manufactura y la calidad de ésta. En general, cuanto más rendidor se requiere que sea un captador solar, mayor deberá ser su calidad, pero también su costo. Es muy importante saber qué calidad es la óptima desde un punto de vista económico. Para un buen captador, aumentar su rendimiento un 8%, por ejemplo, puede implicar duplicar su costo, y esto puede no ser lo más adecuado.

2. Su instalación y su buena operación. Un excelente captador solar mal instalado o mal operado no rendirá lo que se espera de éste. Es muy importante que la instalación sea hecha por un fontanero solar calificado y supervisado por un experto en instalaciones solares, quien recomendará cómo operar el equipo y el mantenimiento que éste requiera.

3. El rendimiento térmico aumenta cuando la radiación solar es más intensa. Debido a este hecho, un calentador solar funcionará más eficientemente en México que en Europa, Asia o África del Sur, en donde los niveles de irradiancia solar son en general menores que en nuestro país (en un día despejado, la irradiancia máxima en la ciudad de México día es cercana a 1 kW por metro cuadrado). Asimismo, mientras mayor sea la temperatura ambiente, menores serán las pérdidas de calor y el rendimiento del captador será mayor.

4. La temperatura requerida para el agua caliente depende de la aplicación que se le desee dar. Por ejemplo, para calentar piscinas se requieren temperaturas del orden de 30° C, mientras que para bañarse se recomiendan temperaturas de unos 50° C. Para muchas aplicaciones industriales se requerirán temperaturas cercanas a los 100° C (ver Figura 1).Mientras mayor sea la temperatura requerida, el rendimiento térmico será necesariamente menor. Obviamente, la cantidad de agua caliente que un captador solar puede proporcionar depende también de la temperatura del agua de alimentación.

Para hacer una buena elección de un sistema de calentamiento de agua solar se deben tener en cuenta los anteriores factores, pero además habrá que elegir cuál será la mejor opción para un determinado presupuesto. Como ejemplo, para uso doméstico existen varios sistemas de calentamiento solar de agua de fabricación nacional que, de acuerdo con las condiciones ambientales de la ciudad de México, permiten ahorrar anualmente a una familia de 5 personas, entre 500 y 700 kilogramos de gas LP, dependiendo del sistema y su operación. El costo de estos sistemas es de unos 12 mil pesos. Si se considera que el precio del gas LP en el 2005 será del orden de 8 pesos por kilogramo, el ahorro anual en este combustible sería de entre 4,000 y 5,600 pesos, por lo que el sistema se paga en menos de tres años, si se le usa adecuadamente. Estos sistemas están garantizados para una vida útil de al menos 15 años, por lo que resultan sumamente rentables. Si se desea ahorrar aún más gas, se tendrá que elegir un captador más caro, de modo que el ahorro extra en gas no siempre justifica su instalación desde un punto de vista puramente económico. Sin embargo, otros factores (ambientales, estéticos, comodidad, etcétera) pueden conducir a la adquisición de un sistema importado de alto costo.

Si lo que se desea es calentar piscinas, lo mejor es emplear captadores desnudos de plástico, que son muy económicos y suficientemente buenos para calentar agua a 30° C, ideal para nadar y otras actividades acuáticas recreativas. La inversión en este tipo de sistemas se recupera en un año y medio, aunque la vida útil de estos captadores no rebasa los 15 años.

Para aplicaciones industriales se requieren calentadores con cubiertas de vidrio, recubrimientos especiales en los captadores y un excelente aislamiento térmico para operar con buenos rendimientos a altas temperaturas. Lossistemas de calentamiento con este tipo de captadores son más caros, pero siguen siendo sumamente rentables al ahorrar una gran cantidad de combustibles fósiles, además de que no contaminan el ambiente. En general, la inversión en este tipo de sistemas se recupera en un periodo de menos de cuatro años y estos equipos tienen una vida útil de más de 20 años, por lo que también resultan muy rentables.

En términos muy prácticos, la cantidad de captadores solares que se requerirían para una aplicación dada puede estimarse a grosso modo mediante el siguiente procedimiento:

a) Determinar la cantidad de agua caliente requerida para la aplicación deseada en un cierto periodo, por ejemplo: 2,000 litros de agua caliente a 52° C cada día, para uso doméstico.

b) Calcular la cantidad de energía calorífica requerida. Para el ejemplo anterior éste sería:

Qu = (litros/día)(densidad del agua)(calor específico)(incremento en la temperatura),o sea:

Qu=(2000 litros / día) (1 kg / litro) (4.187 kJ / kg º C) (52º C - 14º C)=318 212 kJ/día

c) Determinar el rendimiento medio de los captadores solares para esta aplicación. Este rendimiento que, como se mencionó antes, depende de la temperatura requerida para la aplicación deseada, se puede leer en la escala de la izquierda de una etiqueta, como la que se muestra en la Figura 1, que deberá ser proveída por el vendedor. En este caso corresponde a un captador de buena calidad, que proporciona al menos 40 MJ/día para una temperatura de aplicación de 52° C en un día típico de la ciudad de México. En días muy soleados, el rendimiento puede ser un 25% mayor. Asimismo, en días muy nublados el rendimiento será inferior, pero al menos para aplicaciones domésticas, una buena estimación permite eliminar por completo el calentador de gas de “respaldo”.

d) Dividir la cantidad de energía calorífica requerida entre la energía captada diariamente por cada captador. Para obtener 2000 litros de agua caliente al día empleando captadores que rinden 40 MJ/día a 52º C de temperatura de aplicación, se requerirán entonces de:

(318.212 MJ/día) / (40 MJ/día-captador) =7.9553 captadores

e) Redondear al mayor número entero par más próximo. En este ejemplo serían ocho los captadores que se requerirían para suministrar 2,000 litros de agua a 52º C, a partir de agua de la tubería a 14º C.

Figura 1.Etiqueta de rendimiento de un captador solar comercial.

Para estimar la cantidad de combustible ahorrado, simplemente se lee en la escala de la derecha los kilogramos de gas LP ahorrados diariamente por cada captador –para el ejemplo dado se leen 1.40 kg/día de gas LP - y se multiplica por el número de captadores solares. Esto da muy aproximadamente el número de kilogramos de combustible fósil ahorrado si el sistema es operado correctamente. Para el ejemplo dado, se ahorrarían al menos 1.40 x 8 = 11.20 kilogramos de gas LP diariamente, que corresponden a más de 32 mil pesos anuales de ahorro en gas LP.

En conclusión, podría decirse sin lugar a dudas que es un error quemar gas LP, gas natural u otro combustible en vez de emplear captadores solares, tanto para calentamiento de piscinas, de agua para bañarse o para la gran mayoría de las aplicaciones caloríficas industriales. Usar la energía solar es mucho más barato, no contamina, contribuye a conservar los energéticos fósiles, evita la fuga de divisas ocasionada por importar combustibles, es mucho más seguro (se evitan accidentes por intoxicación, quemaduras y explosiones, que anualmente ocasionan decenas de muertes tan sólo en México) y proporciona una completa independencia energética. Todo mundo en nuestro país debería utilizar en su beneficio la energía solar, no hacerlo sale cada vez más caro, peligroso y deteriora el ambiente en que vivimos. Existen en México muchas empresas que pueden proveer el sistema de calentamiento solar que más convenga a las necesidades de una familia o una empresa. Para mayor información, puede visitarse la página de la AsociaciónNacional de Energía Solar:www.anes.org

 

Referencias:

 

http://www.youtube.com/watch?v=Y6BTu1Wwods

http://www.informador.com.mx/suplementos/2010/208668/6/una-opcion-de-ahorro-y-proteccion-ambiental.htm

http://www.heliocol.com.mx/contact/ventajas_fiscales.php

http://www.energiaadebate.com/Articulos/abril2005/eduardo_a_rincon_mejia.htm

 

 

 

El calentamiento de agua aprovechando la energía solar resulta una alternativa viable para reducir el consumo de combustibles fósiles y sus consecuentes impactos al medio ambiente.Asimismo, es evidente que la tecnología utilizada para este tipo de equipos y sistemas en México ha probado sus beneficios y que ha estado presente en nuestro país por varias décadas, a través de un buen número de empresas fabricantes y distribuidores. De igualmanera, un amplio conjunto de universidades e institutos, nacionales y regionales a lo largo y ancho del país han continuado con su trabajo para innovar su desarrollo en México, a fin demejorar la eficiencia y desempeño de estos equipos. La comunicación e información sobre los beneficios de este tipo de alternativa tecnológica a la población en general, debe contemplar un esfuerzo constante en el que deberán estar involucradas no sólo las instituciones de gobiernos sino quienes fabrican, distribuyen y comercializan calentadores solares de agua en el mercado mexicano. Estamos en tiempos dificiles y existe un boom acerca de este tipo de tecnologia y, si bien, es en estos momentos es un poco costoso la compra e instalacion de estos artefactos, vale la pena la inversion y redituara en beneficios a largo plazo en nuestros bolsillos, ademas de la parte importante que es la de contribuir con la reduccion del efecto de gas invernadero.

Vamos a ponernos las pilas!! ...o mejor dicho, las fotoceldas!!

 

 

CONTAMINACION ACUSTICA

Aunque siempre nos tendemos a hacer eco de los tipos de contaminación que tienden a afectar en menor o mayor medida al medio ambiente (fundamentalmente porque es nuestra temática principal), es cierto que también existe una determinada contaminación que tiende a afectar más a las personas que a la propia fauna de un ecosistema.

Si nos lees desde hace un tiempo, seguramente sabrás que ya nos hemos enterado de qué consiste la contaminación de los mares, la contaminación de los ríos, la contaminación del suelo y la contaminación de la atmósfera.

Sin embargo, cuando te comentamos que ahora nos encontramos ante un tipo de comunicación que, mayormente, afecta más a los humanos, es que se trata de la denominada como contaminación acústica

Contaminación acústica: un peligro para nuestros oídos

Para la mayoría de la población, la contaminación acústica tiende a ser considerada como un factor medioambiental ciertamente grande, ya que se trata de algo que incide de manera tanto principal como importante en la calidad de vida.

El término contaminación acústica hace referencia al ruido cuando éste se considera como un contaminante; esto es, cuando se convierte en un sonido molesto que puede llegar a producir problemas psicológicos bastante nocivos para una persona (depresión, ansiedad, estrés, insomnio).

No debemos olvidar que un informe de la Organización Mundial de la Salud ha estimado como el límite superior deseable en los 50 dB.

Las principales causas de la contaminación acústica

Como de buen seguro sabrás, la principal causa de contaminación acústica es la humana, el cual especialmente se deriva en el transporte, la construcción de edificios, la cercanía a un aeropuerto o a una línea de trenes, o la industria.

Pero también existe un tipo determinado de contaminación acústica que puede llegar a afectar gravemente, e incluso la propia convivencia en una comunidad de vecinos: la música alta.

Efectos del ruido en el ser humano

Como te comentamos anteriormente, la contaminación acústica tiene varios efectos perjudiciales para la salud de la persona, que tienen que ver con una serie de efectos fisiológicos, o bien efectos psicológicos.

Entre los efectos fisiológicos, nos encontramos con los siguientes:

• Efectos auditivos.
• Efectos no auditivos (afecciones en el riego cerebral, alteraciones en el proceso digestivo, trastornos intestinales y cólicos, aumento de la presión arterial, aumento de la tensión muscular, etc).

Entre los efectos psicológicos, encontramos los que siguen:

• Efectos sobre la conducta.
• Efectos sobre el sueño.
• Efectos sobre la memoria.
• Efectos en el embarazo.
• Efectos en la atención.
• Efectos sobre los niños.

Es cierto que, de momento, existen algunas lagunas legales respecto a esta problemática. Por este motivo fundamental, es vital contar con una ley adecuada que recoja todos los tipos de contaminación acústica que pueden llegar a afectar a la calidad de vida de la persona, y que recoja las penas adecuadas para cada delito.

COMENTARIO:Elegi este tema por que se me hizo interesante por que es una problematica que se esta viviendo en la actualidad ya que todo esto de la contaminacion acustica nos afecta a todos y en varios aspectos de nuestra vida diaria en especial la de nuestros oidos.

REFERENCIA:http://elblogverde.com/contaminacion-acustica/

tarea 3 problemas

Tarea 3 Jabil B sabado

Tarea 3: Problemas-Jabil B Sábado.

Margarita Gallo Silva                                                 09 de octubre de 2010

1) Calcular el volumen de 7.2 Toneladas de arena  sabiendo  que su  peso especifico es de 1.8 kg/dm3
V =	?			P = V x Pe
Pe =	1.8	kg/dm3		V = P/Pe
P =	7.2	Toneladas		V =	7200 kg	.= 4,000 dm3 = 4 m3
					1.8 kg/dm3
2) Calcular la presión que se ejerce sobre el fondo de un recipiente lleno de mercurio, si el nivel del mismo es de 40 cm (ᵟ = 13.6 g/cm3)
ᵟ =	13.6	g/cm3		p =	13.6 g/cm3 x 40 cm
p =	?			p =	544 g/cm2
h =	40	cm		sin considerar la fuerza que ejerce la gravedad
3) Encontrar el peso especifico del material de fundición con que están hechas 750 tuercas si su peso total es de 4.5 kg y el volumen de cada una es de 0.75 cm3
V =	0.75	cm3 =	0.75 x 750 =	562.5 cm3	P = V x Pe
Pe =	?				Pe = P/V
Pi =	4.5	kg		Pe =	4.5 kg	.= 0.008kg/ cm3
					562.5 cm3
4) Que fuerza se ejerce sobre el pistón menor de un prensa hidráulica cuya sección es de 12 cm2, si el pistón mayor es de 40 cm2 de sección y se obtiene una fuerza de 150 N?
F1 =	150	N		F2 = F1	A2
F2 =	?				A1
A1 =	40	cm2		F2 =150 N	12 cm2
A2 =	12	cm2			40 cm2
				F2 = 45 N
5) Explique lo siguiente:
	a.- Usted se siente mal y le dicen que tiene una temperatura de 105° F. ¿Qué temperatura tiene en°C? ¿Debe preocuparse?
	b.- El informe matutino del tiempo en Guadalajara cita una temperatura de 53.6° F. ¿Cuanto es esto en °C?
a.- 105°F = X°C
°F-32 x 5/9 =°C             105 - 32 x 5/9     =   (63 x 5)/9 = 315/9 = 40.5°C
						Y si hay que preocuparse
b.-  °F-32 x 5/9 =°C             53.6 - 32 x 5/9  =   (21.6 x 5)/9 = 108/9  = 12°C

Tarea 3

1).- ¿Cuál es el peso expresado en toneladas de 4 columnas de mármol de 0.18 m³ de volumen cada una? (Pe del mármol= 2.70g/cm³)

Volumen de una columna= 0.18 m³ 

Volumen de 4 columnas  = 0.72 m³ 

Convertir de m³ a cm³

1 m= 100 cm

1 m³ = (100)³ cm³

1m³ = 1 000 000 cm³

 

Ahora el volumen de las cuatro columnas lo convertimos a cm³

     1 m³   =   1000000 cm³              

0.72 m³    =          X

 

     1 m³   =   1000000 cm³              

0.72 m³    =   720 000 cm³

 

Para convertir a toneladas, primero se usa Pe = 270 g/cm³

          1 cm³    =  2.70 g

720 000 cm³    =     X

 

          1 cm³    =  2.70 g

720 000 cm³    =   1 944 000 g

 

Ahora, se pasa a Kg y después a toneladas

1 kg   =  1000 g

(1 944 000 g) (1 kg) /1000 g = 1944 kg

Ahora, los kg se convierten a toneladas

1 Ton = 1000 kg

(1944 kg) (1 Ton) / 1000 kg = 1.944 Ton

Pe = 1.944 Ton

 

2).- Calcula la presión que soporta un buceador sumergido a 2º m de profundidad en el mar, la densidad es de 1025.

Ahora calcula esa misma presión si está a la misma profundidad pero ahora en un lago que está a 3810 m sobre el nivel del mar. Densidad del agua dulce 1000.

d = 20 m          D = 1025 kg/l          g = 9.8 m/s²         

1    Pv = (20 m) (1025 kg/l ) (9.8 m/s²)

      Pv = 200 900 pa

2    d1 + d2 = 20 m + 3810 m = 3830 m

      Pv = (3830 m) (1000 l) (9.8 m/s²)

      Pv = 37 534 000 pa

 

3).- Kgf significa kilogramo fuerza y su equivalencia a Newton es

1kgf = 9.8 N. Determina en cuál de los siguientes casos se provoca mayor presión:

a).- Una fuerza de 6 kgf sobre una superficie de 2 cm²

b).- Una fuerza de 90 kgf sobre una superficie de 30 cm²

       a).-  F = (6 Kgf)  (9.8 N) = 58.8 N         

                    Convertir 2 cm²     a    m²

                              (2 cm²) (1m² ) /  100 cm²                                                     

                    (2 m²⁾ (1 m²) /10000 cm = 0.0002 m²

                    P₁ = f/A = 58.8 N / 0.0002 m²  = 294 000 N/m²     

       b).- F = (90 Kgf)  (9.8 N) = 882 N         

                    Convertir 30 cm²     a    m²

                             (30 cm²) (1m² ) /  100 cm²                                                     

                   (30 m²⁾ (1 m²) /10000 cm = 0.003 m²

                   P₂ = f/A =  882 N / 0.003 m²  =  294 000 N/m²

                   Respuesta: La presión es la misma en ambos casos

 

4).- El radio del pistón chico de una prensa hidráulica es de 5 cm sobre el cual se aplica una fuerza de 950 N. ¿Cuál será el radio del pistón mayor si se desea una fuerza cuatro veces mayor?

r = 5 cm         F₁ = 950 N         A = P d² /4         

P₁ = F₁ / A₁        P₁ = 950 N / P r²

r₂ = X             F₂  = (4) (950 N)

                      P₂ =  (4) (950 N) / P r²

                      F₁ /A₁ = F₂ /A₂

                      950 N / P (5 cm)²    =   (4) (950 N) / P r²

                      Se eliminan los Newton y los P quedando:

                      1 / 25 cm²   =  4 / r²

                                 r₂ = (4) (25 cm²)

                      r₂ = 100 cm²

                      r = raíz cuadrada de 100 cm²

                      r = 10 cm

5).- Un día de verano, se registra una temperatura mínima de 10º C y una máxima de 32º C.

Determine el intervalo de temperatura (variación térmica) de ese día:

a).- Grados Celsius

b).- Grados Kelvin

c).- Fahrenheit 

 

Usando  Grados Celsius

 

DT = T₂  - T₁

DT = 32º C - 10º C

DT = 22º C

 

 

Usando  Grados Kelvin

 

T₂ = 32º C  +  273º  = 305º K

 

T₁ = 10º C  +  273º   = 283º K

 

DT = 305º K  -  283º K  =  22º K

 

 

Usando  Grados Fahrenheit  (1.8) (ºC)  + 32

 

T₂ = (32º C) (1.8)  + 32  = 89.6 º F

 

T₁ = (10) (1.8)  + 32 = 50º F

 

DT = 89.6 º F  -  50 º F  = 39.6 º F

 

 

 

 

 

 

***experimento2***

      SUBMARINO

MATERIALES

una botella

clavo

ligas 

monedas

tijeras

popotes

 

OBJETIVO.

describir en forma breve lo que acontesio. Asi comodar una explicason del porque sube la botella si se inflael globo y porque se hunde si dejo escapar el aire del globo.

 

OBSERVACION.

En mi experimento, la botella se unde cuando la pongo dentro del agua devido al peso que tiene la botella por las monedas. Solo que cuando inflo el globo que esta dentro de la botella, la botella flota. Esto se deve a la cantidad de aire que tiene el globo y a la presion que ejerce el globo ya inflado sobre las paredes de la botella

 

 

TEMPERATURA

            TEMPERATURA

 

Los átomos y moléculas en una sustancia no siempre se mueven a la misma velocidad. Esto significa que hay un rango de energía (energía de movimiento) en las moléculas. En un gas, por ejemplo, las moléculas se mueven en direcciones aleatorias y a diferentes velocidades - algunas se mueven rápido y otras más lentamente.

Dibujo de Doris Daou

La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia. Como lo que medimos en sus movimiento medio, la temperatura no depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño. Por ejemplo, la temperatura de un cazo de agua hirviendo es la misma que la temperatura de una olla de agua hirviendo, apesar de que la olla sea mucho más grande y tenga millones y millones de moléculas de agua más que el cazo.

Nosotros experimentamos la temperatura todos los días. Cuando hace calor o cuando tenemos fiebre sentimos calor y cuando está nevando sentimos frío. Cuando estamos hirviendo agua, hacemos que la temperatura aumente y cuando estamos haciendo polos o paletas de helado esperamos que la temperatura baje.

 

La temperatura de un gas ideal monoatómico es una medida relacionada con la energía cinética promedio de sus moléculas al moverse. En esta animación, la relación del tamaño de los átomos de helio respecto a su separación se conseguiría bajo una presión de 1950 atmósferas. Estos átomos a temperatura ambiente tienen una cierta velocidad media (aquí reducida dos billones de veces).

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor, y si fuere frío tendrá una temperatura menor. Físicamente es una magnitud escalar 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 sensible", que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que es mayor la energía sensible de un sistema, se observa que está más "caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.

En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un gas ideal monoatómico se trata de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta también).

Dicho lo anterior, se puede definir la temperatura como la cuantificación de la actividad molecular de la materia.

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Multitud de propiedades fisicoquímicas de los materiales o las sustancias varían en función de la temperatura a la que se encuentren, como por ejemplo su estado (sólido, líquido, gaseoso, plasma), su volumen, la solubilidad, la presión de vapor, su color o la conductividad eléctrica. Así mismo es uno de los factores que influyen en la velocidad a la que tienen lugar las reacciones químicas.

La temperatura es una propiedad física que se refiere a las nociones comunes de calor o ausencia de calor, sin embargo su significado formal en termodinámica es más complejo, a menudo el calor o el frío percibido por las personas tiene más que ver con la sensación térmica (ver más abajo), que con la temperatura real. Fundamentalmente, la temperatura es una propiedad que poseen los sistemas físicos a nivel macroscópico, la cual tiene una causa a nivel microscópico, que es la energía promedio por partícula.

La temperatura está íntimamente relacionada con la energía interna y con la entalpía de un sistema: a mayor temperatura mayores serán la energía interna y la entalpía del sistema.

La temperatura es una propiedad intensiva, es decir que no depende del tamaño del sistema, sino que es una propiedad que le es inherente y no depende ni de la cantidad de sustancia ni del material del que este compuesto.

 Ley cero de la termodinámica

Un termómetro debe alcanzar el equilibrio térmico antes de que su medición sea correcta.

Antes de dar una definición formal de temperatura, es necesario entender el concepto de equilibrio térmico. Si dos partes de un sistema entran en contacto térmico es probable que ocurran cambios en las propiedades de ambas. Estos cambios se deben a la transferencia de calor entre las partes. Para que un sistema esté en equilibrio térmico debe llegar al punto en que ya no hay intercambio neto de calor entre sus partes, además ninguna de las propiedades que dependen de la temperatura debe variar.

Una definición de temperatura se puede obtener de la Ley cero de la termodinámica, que establece que si dos sistemas A y B están en equilibrio térmico, con un tercer sistema C, entonces los sistemas A y B estarán en equilibrio térmico entre sí. Este es un hecho empírico más que un resultado teórico. Ya que tanto los sistemas A, B, y C están todos en equilibrio térmico, es razonable decir que comparten un valor común de alguna propiedad física. Llamamos a esta propiedad temperatura.

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Segunda ley de la termodinámica

También es posible definir la temperatura en términos de la segunda ley de la termodinámica, la cual dice que la entropía de todos los sistemas, o bien permanece igual o bien aumenta con el tiempo, esto se aplica al Universo entero como sistema termodinámico. La entropía es una medida del desorden que hay en un sistema. Este concepto puede ser entendido en términos estadísticos, considere una serie de tiros de monedas. Un sistema perfectamente ordenado para la serie, sería aquel en que solo cae cara o solo cae cruz. Sin embargo, existen múltiples combinaciones por las cuales el resultado es un desorden en el sistema, es decir que haya una fracción de caras y otra de cruces. Un sistema desordenado podría ser aquel en el que hay 90% de caras y 10% de cruces, o 60% de caras y 40% de cruces. Sin embargo es claro que a medida que se hacen más tiros, el número de combinaciones posibles por las cuales el sistema se desordena es mayor; en otras palabras el sistema evoluciona naturalmente hacia un estado de desorden máximo es decir 50% caras 50% cruces de tal manera que cualquier variación fuera de ese estado es altamente improbable.

Hay que notar que para T_f = 0 K la eficiencia se hace del 100%, temperaturas inferiores producen una eficiencia aún mayor que 100%. Ya que la primera ley de la termodinámica prohíbe que la eficiencia sea mayor que el 100%, esto implica que la mínima temperatura que se puede obtener en un sistema microscópico es de 0 K. Reordenando la ecuación (4) se obtiene:

 

 

Unidades de temperatura

 

Se comparan las escalas Celsius y Kelvin mostrando los puntos de referencia anteriores a 1954 y los posteriores para mostrar cómo ambas convenciones coinciden. De color negro aparecen el punto triple del agua (0,01 °C, 273,16 K) y el cero absoluto (-273,15 °C, 0 K). De color gris los puntos de congelamiento (0,00 °C, 273,15 K) y ebullición del agua (100 °C, 373,15 K).

Las escalas de medición de la temperatura se dividen fundamentalmente en dos tipos, las relativas y las absolutas. Los valores que puede adoptar la temperatura en cualquier escala de medición, no tienen un nivel máximo, sino un nivel mínimo: el cero absoluto.^[1] Mientras que las escalas absolutas se basan en el cero absoluto, las relativas tienen otras formas de definirse.

Relativas

• Grado Celsius (°C). Para establecer una base de medida de la temperatura Anders Celsius utilizó (en 1742) los puntos de fusión y ebullición del agua. Se considera que una mezcla de hielo y agua que se encuentra en equilibrio con aire saturado a 1 atm está en el punto de fusión. Una mezcla de agua y vapor de agua (sin aire) en equilibrio a 1 atm de presión se considera que está en el punto de ebullición. Celsius dividió el intervalo de temperatura que existe entre éstos dos puntos en 100 partes iguales a las que llamó grados centígrados °C. Sin embargo, en 1948 fueron renombrados grados Celsius en su honor; así mismo se comenzó a utilizar la letra mayúscula para denominarlos.

Las escalas que asignan los valores de la temperatura en dos puntos diferentes se conocen como escalas a dos puntos. Sin embargo en el estudio de la termodinámica es necesario tener una escala de medición que no dependa de las propiedades de las sustancias. Las escalas de éste tipo se conocen como escalas absolutas o escalas de temperatura termodinámicas.

Sistema Internacional de Unidades (SI)

• Kelvin (K) El Kelvin es la unidad de medida del SI. La escala Kelvin absoluta es parte del cero absoluto y define la magnitud de sus unidades, de tal forma que el punto triple del agua es exactamente a 273,16 K.^[1]

Aclaración: No se le antepone la palabra grado ni el símbolo º.

Sistema Anglosajón de Unidades:

• Grado Rankine (°R o °Ra). Escala con intervalos de grado equivalentes a la escala Fahrenheit. Con el origen en -459,67 °F (aproximadamente)(desuso)

Conversión de temperaturas

Las siguientes fórmulas asocian con precisión las diferentes escalas de temperatura:

Temperatura en distintos medios

La temperatura en los gases

	Kelvin	Grado Celsius	Grado Fahrenheit	Grado Rankine	Grado Réaumur	Grado Rømer	Grado Newton	Grado Delisle
Kelvin	K = K	K = C + 273,15	K = (F + 459,67)	K = Ra	K = Re + 273,15	K = (Ro - 7,5) + 273,15	K = N + 273,15	K = 373,15 - De
Grado Celsius	C = K − 273,15	C = C	C = (F - 32)	C = (Ra - 491,67)	C = Re	C = (Ro - 7,5)	C = N	C = 100 - De
Grado Fahrenheit	F = K - 459,67	F = C + 32	F = F	F = Ra − 459,67	F = Re + 32	F = (Ro - 7,5) + 32	F = N + 32	F = 121 - De
Grado Rankine	Ra = K	Ra = (C + 273,15)	Ra = F + 459,67	Ra = Ra	Ra = Re + 491,67	Ra = (Ro - 7,5) + 491,67	Ra = N + 491,67	Ra = 171,67 - De
Grado Réaumur	Re = (K − 273,15)	Re = C	Re = (F - 32)	Re = (Ra - 491,67)	Re = Re	Re = (Ro - 7,5)	Re = N	Re = 80 - De
Grado Rømer	Ro =(K - 273,15) +7,5	Ro = C +7,5	Ro = (F - 32) +7,5	Ro = Ra - 491,67 +7,5	Ro = Re +7,5	Ro = Ro	Ro = N +7,5	Ro = 60 - De
Grado Newton	N = (K - 273,15)	N = C	N = (F - 32)	N = (Ra - 491,67)	N = Re	N = (Ro - 7,5)	N = N	N = 33 - De
Grado Delisle	De = (373,15 - K)	De = (100 - C)	De = (121 - F)	De = (671,67 - Ra)	De = (80 - Re)	De = (60 - Ro)	De = (33 - N)	De = De

Para un gas ideal, la teoría cinética de gases utiliza mecánica estadística para relacionar la temperatura con el promedio de la energía total de los átomos en el sistema. Este promedio de la energía es independiente de la masa de las partículas, lo cual podría parecer contraintuitivo para muchos. El promedio de la energía está relacionado exclusivamente con la temperatura del sistema, sin embargo, cada partícula tiene su propia energía la cual puede o no corresponder con el promedio; la distribución de la energía, (y por lo tanto de las velocidades de las partículas) está dada por la distribución de Maxwell-Boltzmann. La energía de los gases ideales monoatómicos se relaciona con su temperatura por medio de la siguiente expresión:

, donde (n= número de moles, R= constante de los gases ideales).

El cálculo de la energía cinética de objetos más complicados como las moléculas, es más difícIl. Se involucran grados de libertad adicionales los cuales deben ser considerados. La segunda ley de la termodinámica establece sin embargo, que dos sistemas al interactuar el uno con el otro adquirirán la misma energía promedio por partícula, y por lo tanto la misma temperatura.

Sensación térmica

Es importante destacar que la sensación térmica es algo distinto de la temperatura tal como se define en termodinámica. La sensación térmica es el resultado de la forma en que la piel percibe la temperatura de los objetos y/o de su entorno, la cual no refleja fielmente la temperatura real de dichos objetos y/o entorno. La sensación térmica es un poco compleja de medir por distintos motivos:

• El cuerpo humano mide la temperatura a pesar de que su propia temperatura se mantiene aproximadamente constante (alrededor de 37 °C). Por lo tanto, no alcanza el equilibrio térmico con el ambiente o con los objetos que toca.

• Las variaciones de calor que se producen en el cuerpo humano generan una diferencia en la sensación térmica, desviándola del valor real de la temperatura. Como resultado, se producen sensaciones de temperatura exageradamente altas o bajas.

Temperatura seca

Se le llama temperatura seca del aire de un entorno (o más sencillamente: temperatura seca) a la temperatura del aire, prescindiendo de la radiación calorífica de los objetos que rodean ese ambiente concreto, y de los efectos de la humedad relativa y de los movimientos de aire. Se puede obtener con el termómetro de mercurio, respecto a cuyo bulbo, reflectante y de color blanco brillante, se puede suponer razonablemente que no absorbe radiación.

La temperatura radiante tiene en cuenta el calor emitido por radiación de los elementos del entorno.

Se toma con un termómetro de bulbo, que tiene el depósito de mercurio encerrado en una esfera o bulbo metálico de color negro, para asemejarlo lo más posible a un cuerpo negro y así absorber la máxima radiación. Para anular en lo posible el efecto de la temperatura del aire, el bulbo negro se aísla en otro bulbo que se fue hecho al vacío.

Las medidas se pueden tomar bajo el sol o bajo sombra. En el primer caso se tendrá en cuenta la radiación solar, y se dará una temperatura bastante más elevada.

También sirve para dar una idea de la sensación térmica.

La temperatura de bulbo negro hace una función parecida, dando la combinación de la temperatura radiante y la ambiental.

Temperatura de bulbo húmedo o temperatura húmeda, es la temperatura que da un termómetro bajo sombra, con el bulbo envuelto en una mecha de algodón húmedo bajo una corriente de aire. La corriente de aire se produce mediante un pequeño ventilador o poniendo el termómetro en un molinete y haciéndolo girar. Al evaporarse el agua, absorbe calor rebajando la temperatura, efecto que reflejará el termómetro. Cuanto menor sea la humedad relativa del ambiente, más rápidamente se evaporará el agua que empapa el paño. Este tipo de medición se utiliza para dar una idea de la sensación térmica, o en los psicrómetros para calcular la humedad relativa y la temperatura del punto de rocío.

Coeficiente de dilatación térmica

Artículo principal: Coeficiente de dilatación

Durante una transferencia de calor, la energía que está almacenada en los enlaces intermoleculares entre 2 átomos cambia. Cuando la energía almacenada aumenta, también lo hace la longitud de estos enlaces. Así, los sólidos normalmente* se expanden al calentarse y se contraen al enfriarse; este comportamiento de respuesta ante la temperatura se expresa mediante el coeficiente de dilatación térmica (unidades: °C^-1):

 

• esto no ocurre para todos los sólidos: el ejemplo más típico que no lo cumple es el hielo.

Curiosidades

• La temperatura más alta registrada en nuestro planeta fue medida en el desierto de "El Azizia", en Libia. Allí, el 13 de septiembre de 1922, el termómetro marcó una temperatura de 57,8 ºC.

• La temperatura más baja jamás registrada fue en la Antártida, con -89,2 °C, cerca de la estación de Vostok, el 21 de julio de 1983, a 3420 m de altitud.

• El termómetro fue inventado en 1607 por Galileo.

• La temperatura media más alta fue registrada en Etiopía con 34,6 °C, entre los años 1960 y 1966.

• La temperatura media más baja fue registrada en la estación de Vostok, con -55,1 °C, entre los años 1961 y 1990.

• La temperatura más baja registrada en una zona habitada fue en Oymyakon, en Siberia, donde el 26 de enero de 1926, se registró una temperatura de -71,2 °C.

• La temperatura más alta alcanzada en el Polo Sur fue de -13,6 °C en 1978.

Referencias

BIOGRAFIA

• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Temperatura.Commons

Wikilibros

• Wikilibros alberga un libro o manual sobre Temperatura.
• Wikiversidad alberga proyectos de aprendizaje sobre Temperatura.Wikiversidad
• Wikcionario tiene definiciones para Temperatura.Wikcionario
• Conversor de Unidades de Temperatura
• Curiosidades

 CONCLUSION : Ya hablando dela temperatura nos dice  que todos los dias experimentamos ya sea con el calor o cuendo hace frio o cuando tenemos temperatura  o cotidianamente al poner agua hervir o en el medio ambiente o todo lo que te rodea encotramos lo que es la temperatura y es una cantidad de energia que nosotros mismos transferimos a otro como consecuencia de temperatura  entre ambos y eso nos permite clasificar los cuerpos  en frio y calientes  y da la idea de que la temperatura y por la extension de calor y durante un prolongado tiempo termina por alcanzar un estado de equilibrio entre ambos cuerpos que se denominan un equilibrio termico eso es lo que entendi sobre la temperatura.