Calor y trabajo TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA

  • Slides: 7
Download presentation
Calor y trabajo

Calor y trabajo

TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA CONSTANTE Concepto de trabajo El trabajo mecánico es el

TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA CONSTANTE Concepto de trabajo El trabajo mecánico es el producto de la fuerza por el desplazamiento efectuado, si la fuerza y el desplazamiento tienen la misma dirección. trabajo = fuerza x desplazamiento W = F Dx cosq Solo realiza trabajo la componente de la fuerza que coincide con la dirección del desplazamiento.

TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA CONSTANTE Ejemplos El trabajo es máximo y positivo si

TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA CONSTANTE Ejemplos El trabajo es máximo y positivo si la dirección y sentido de la fuerza coinciden con los del desplazamiento. El trabajo es nulo si las direcciones del desplazamiento y de la fuerza son perpendiculares W = F Dx cos 0º = F Dx W = F Dx cos 90º= 0 El trabajo es negativo si el desplazamiento y la fuerza tienen sentido contrario. W = F Dx cos 180º = -F Dx

POTENCIA Y RENDIMIENTO Concepto de potencia La potencia representa la rapidez con la que

POTENCIA Y RENDIMIENTO Concepto de potencia La potencia representa la rapidez con la que se realiza un trabajo. P= W t Unidades: 1 vatio = 1 J/1 s Calcular la potencia desarrollada por un ascensor que transporta a 10 personas de 70 kg cada una hasta la quinta planta (3 m de altura cada piso) en 12 s. P= W F Dx mg Dx = = t t t = 700 9, 8 15 = 8 575 w 12

POTENCIA Y RENDIMIENTO Concepto de rendimiento El rendimiento de una máquina es la relación

POTENCIA Y RENDIMIENTO Concepto de rendimiento El rendimiento de una máquina es la relación entre la potencia real y la potencia teórica de la máquina. ren dimiento = potencia real 100 potencia teórica Ejemplo: Calcular el rendimiento del siguiente sistema Energía eléctrica suministrada por segundo: 60 J Energía luminosa por segundo: 15 J Energía térmica por segundo: 45 J ren dimiento = 15 w 100 = 25 % 60 w

TRANSFERENCIA DE CALOR Calor transferido en intervalos térmicos La energía calorífica suministrada a un

TRANSFERENCIA DE CALOR Calor transferido en intervalos térmicos La energía calorífica suministrada a un cuerpo depende: Del intervalo de temperatura. Q = m ∙ c ∙ (t 2 – t 1) De la cantidad de sustancia. Del tipo de sustancia: calor específico. Calor transferido en los cambios de estado La energía calorífica suministrada a un cuerpo depende: De la cantidad de sustancia. Q=m∙L Del tipo de sustancia: calor latente de cambio de estado.

TRANSFERENCIA DE CALOR Ejemplo: Calcular la energía necesaria para que un bloque de hielo

TRANSFERENCIA DE CALOR Ejemplo: Calcular la energía necesaria para que un bloque de hielo de 0, 5 kg que inicialmente está a -50 ºC se convierta en vapor de agua a 100 ºC. Tramo 1. Hielo a -50 ºC a hielo a 0º C. Q 1 = m ∙ c ∙ ∆t = 0, 5 ∙ 2 100 ∙ (0 ºC– (-50 ºC) = 52 500 J Tramo 2. Hielo a 0 ºC a agua a 0º C. Q 2 = m ∙ Lf = 0, 5 ∙ 3, 35 ∙ 105 = 167 500 J Tramo 3. Agua a 0 ºC a agua a 100º C. Q 3 = m ∙ c ∙ ∆t = 0, 5 ∙ 4 180 ∙ (100 ºC– 0 ºC) = 209 000 J Tramo 4. Agua 100 ºC a vapor de agua a 100º C. Q 4 = m ∙ Lv = 0, 5 ∙ 2, 2 ∙ 106 = 1 100 000 J La energía térmica total: Qt = Q 1 + Q 2+ Q 3+ Q 4 = 1 529 000 J