termos03
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TermoitermodinamicaTRANSCRIPT
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TERMODINÁMICA
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CLASE S03
1.3. Formas
mecánicas del
trabajo. Formas
no mecánicas
del trabajo
3
(2)
Plataforma docente
S03, lectura páginas
65-70 : Problemas:
Páginas99-100:
2.29, 2.33, 2.34,
2.35 2.36, 2.37,
2.38, 2.39.
Identifica
formas
mecánicas y
efectúa
cálculos en
problemas
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Definir diferentes formas de trabajo mecánico
Aplicar definiciones para calcular trabajos
mecánicos en sus diferentes formas.
OBJETIVOS
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FORMAS MECÁNICAS DEL TRABAJO
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TRABAJO DE FLECHA
F es la fuerza (N)
r es el radio (m)
T=F.r es el par de torsión (N.m)
𝑛 es el número de revoluciones
𝑛 es el número de revoluciones por segundo
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TRABAJO DE RESORTE
𝑊𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟𝑡𝑒= 𝐹. 𝑑𝑥𝑥2𝑥1
𝑊𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟𝑡𝑒= 𝑘𝑥. 𝑑𝑥𝑥2𝑥1
𝑊𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟𝑡𝑒= 𝑘 𝑥. 𝑑𝑥𝑥2𝑥1
𝑊𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟𝑡𝑒= k .𝑥2
2
𝑥2𝑥1
𝑊𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟𝑡𝑒= k .𝑥2
2
2−
𝑥12
2
K es la constante elástica (N/m)
x es la deformación (m)
𝑥2 es la deformación final (m)
𝑥1 es la deformación inicial (m)
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TRABAJO SOBRE BARRAS SÓLIDAS
𝜎𝑛 , es el esfuerzo normal aplicado donde F es la
fuerza y A es el Área de la sección transversal
𝜎𝑛 =𝐹
𝐴
𝑊𝑒𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜= 𝜎𝑛.A. 𝜟x (kJ)
𝑊𝑒𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜= 𝜎𝑛.A. (𝑥2-𝑥1) (kJ)
𝜟x es la deformación por dilatación o compresión
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TRABAJO RELACIONADO CON EL
ESTIRAMIENTO DE UNA PELÍCULA LÍQUIDA
𝝈𝒔 es el coeficiente de tensión superficial (N/m)
El 2 significa que mientras se estira la película
Hay dos contactos que se oponen al estiramiento
𝑊𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙= 𝝈𝒔. 2𝑏. 𝑑𝑥𝑥2𝑥1
𝑊𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙= 𝝈𝒔. 2𝑏 𝑑𝑥𝑥2𝑥1
𝑊𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙= 𝝈𝒔. 2𝑏. (𝑥2−𝑥1)
𝑊𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙= 𝝈𝒔. 2𝑏.𝜟x (kJ)
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TRABAJO HECHO PARA ELEVAR O
ACELERAR UN CUERPO
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PROBLEMAS
2-29 Calcule la energía requerida para acelerar un automóvil de 800 kg, desde el
reposo hasta 100 km/h, en un camino horizontal. Respuesta: 309 kJ
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2-33E .Una burbuja esférica de jabón con una tensión superficial de 0.005 lbf/ft se
está expandiendo desde un diámetro de 0.5 in hasta un diámetro de 2.0 in. ¿Cuánto
trabajo en Btu se necesita para expandir esta burbuja? Respuesta: 2.11 × 10–6 Btu
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2-35E .Un resorte cuya constante es 200 lbf/pulg tiene al principio una fuerza de 100
lbf actuando sobre él. Calcule el trabajo, en Btu, necesario para comprimirlo 1 pulgada
adicional.
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2-36 ¿Cuánto trabajo, en kJ, puede producir un resorte cuya constante de
resorte es 3 kN/cm después de haberse comprimido 3 cm de su longitud sin
carga?
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2-37. Un elevador para esquiadores tiene una longitud de trayectoria de una vía de 1
km, y una elevación vertical de 200 m. Las sillas están espaciadas 20 m entre sí, y
cada silla puede admitir tres personas. El elevador está operando a una velocidad
uniforme de 10 km/h. Despreciando la fricción y la resistencia del aire y suponiendo
que la masa promedio de cada silla cargada es 250 kg, determine la potencia
necesaria para operar este elevador. También estime la potencia necesaria para
acelerar este elevador en 5 s a su rapidez de operación cuando se echa a andar por
primera vez.
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2-38 Determine la potencia necesaria para que un automóvil de 1 150 kg suba por un
camino ascendente de 100 m de longitud con una pendiente de 30° (con respecto a la
horizontal) en 12 s, a) a velocidad constante, b) desde el reposo hasta una velocidad
final de 30 m/s y c) de 35 m/s a una velocidad final de 5 m/s. Ignore el rozamiento, la
resistencia del aire y la resistencia al rodaje. Respuestas: a) 47.0 kW, b) 90.1 kW,
c) 10.5 kW
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2-39 Un automóvil de 1 200 kg dañado está siendo remolcado por un camión.
Despreciando la fricción, la resistencia del aire y la resistencia al rodado, determine la
potencia adicional necesaria a) para velocidad constante en un camino a nivel, b) para
velocidad constante de 50 km/h en un camino ascendente con inclinación de 30°
respecto a la horizontal y c) para acelerar en un camino a nivel desde reposo hasta 90
km/h en 12 s. Respuestas: a) 0, b) 81.7 kW, c) 31.3 kW
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FACTORES DE CONVERSIÓN
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FACTORES DE CONVERSIÓN