Presentación
Progresión 4
Cuando la energía fluye es posible detectar la transferencia de energía a través de un objeto o sistema.
ÍNDICE
8. Teoría cinética de los gases
1. Progresión 4
9. Puntos clave
2. Transferencia
10. Resumen
3. Equilibrio dinámico
11. Un gas ideal
4. ejemplos de equilibrio dinámico
12. Caracteristicas
5. ¿Qué es el equilibrio dinámico en física?
13. Ley de Boyle
6. Los principales componentes del equilibrio dinámico
14. Ley de Charles
15. Ley de Gay-Lussac
7. Ejemplos de estabilidad de un sistema
Progresión 4
La energía se manifiesta de diversas formas (calor, trabajo, luz, sonido, etc.) y los materiales tienen diferentes de favorecer su transmisión o bien, de frenar su transferencia.
Transferencia
La energía está en constante movimiento, desplazándose a diferentes zonas de un sistema o, bien, entre diferentes sistemas. la propagación de la energía dentro de los espacios no podría llevarse a cabo sin interactuar con la materia que forma parte del mismo sistema. Diferentes formas de interacción entre la materia y la energía dan dferentes mecanismos de transferencia de energía. La forma en que la energía interactua con la materia depende tanto de la naturaleza o tipo de energía como de las propiedades físicas de la materia con la que intercatúa.
Equilibrio dinámico
- En el equilibrio dinámico, el movimiento se produce de un modo adecuado para mantener el equilibrio. Esto significa que la distribuición de energía entre los dos sistemas se mantiene constante incluso cuando hay movimiento. Por ejemplo, en un sistema de equilibrio dinámico, cuando un objeto se desplaza hacia un lado, el otro se desplazará en sentido opuesto para compensar
- Es una situación en la cual dos furzas se oponen, pero igualan. Si una de estas fuerzas se desplaza,la otra se ajusta para mantener el equilibrio. En un equilibrio dinámico, la energía se mantiene constante, a diferencia del equilibrio estático donde, una vez alcanzado el equilibrio, no hay movimiento.
- El equilibrio dinámico se puede aplicar a muchas situaciones diferentes, desde el movimiento de partículas a la intención entre dos personas. En el caso de la interacción humana, el equilibrio dinámico se puede observar cuando dos personas se comunican, cada una adaptando su comportamiento para mantener un equilibrio.
- La física también utiliza el equilibrio dinámico para estudiar el movimiento de los cuerpos. Esta teoría se basa en el principio de que los cuerpos se desplazan de modo que la energía total permanece constante. Esto significa que, si un objeto se mueve hacia un lado el otro se desplazara en sentido opuesto para compensar.
Ejemplos de equilibrios dinámico.
- El tráfico en una interseccion: Los automóviles entran y salen constantemente, manteniendo un flujo continuo pero equilibrado para evitar congestiones.
- El ciclo del agua en la naturaleza: El agua se evapora, se condensa y precipita constantemente, manteniendo un equilibrio dinámico en los cuerpos de agua y la atmósferas.
- La respiración en el cuerpo humano: Constantemente inhalamos oxígeno y exhalamos dióxido de carbono, manteniendo un equilibrio dinámico en los niveles de gases en el cuerpo.
¿Qué es el equilibrio dinámico en física?
- El equilibrio dinámico en física es un concepto que se refiere a la estabilidad de un sistema cuando está en moviento. Esto quiere decir que el sistema no se desvía de su estado de equilibrio a pesar de las fuerzas extremas que actúan sobre él.
- La estabilidad dinámica depende de la dirección, el sentido y la magnitud de estas fuerzas. Si la dirección y el sentido de la fuerza extrema son los mismos que los de la fuerza de equilibrio, el sistema estará en equilibrio dinámico. Si el sentido es distinto, el sistema tenderá a moverse para intentar volver a su estado de equilibrio.
Los principales componentes del equilibrio dinámico
Ejemplos de estabilidad de un sistema
- Un péndulo: Cuando un péndulo se balancea, busca su posición de equilibrio estable, regresando hacia el centro incluso después de ser desplazado.
- Un vaso sobre una mesa: Si un vaso está bien centrado y no se le aplica fuerza, permanece estable sin caerse
- Un edificio bien construido: La aquitectura y la distribuición de peso en un edificio le proporcionan estabilidad, permitiéndole mantenerse en pie a pesar de las fuerzas externas como el viento o pequeños movimientos sísmicos,
Teoría cinética de los gases
La teoría cinética de los gases en un modelo que describe el comportamiento de los gases a nivel molecular. Sus puntos clave son:
Partículas en movimiento: Los gases están compuestos por partículas (átomos o moléculas) que se mueven constante mente en trayectorias rectilíneas y aleatorias. Estos movimientos generan colisiones entre partículas y paredes del recipiente.
No hay atracción entre partículas:Se asume que las partículas de gas no tienen interacciones atractivas entre sí, excepto durante colisiones elásticas, momento en el cual no hay pérdida de energía.
Distribución de velocidades:Las partículas gaseosas tienen una distribución de velocidades, donde algunas se mueven más rápido y otras más lentamente. La temperatura está relacionada con la velocidad promedio de estas partículas.
Relación entre presión, volumen y temperatura:La teoría cinética explica la relación directa entre la temperatura y la energía cinética promedio de las partículas gaseosas. Además, estasblece que la presión de un gas es el resultado del impacto de las partículas contra las paredes del contenedor.
Espacios vacíos:Las partículas de gas están separadas por grandes espacios vacíos en comparación con su tamaño, lo que explica por qué los gases son altamente compresibles
En resumen:
10
La teoría cinética de los gases proporciona un marco conceptual que explica cómo las partículas individuales se comportan a nivel molecular, lo que permite comprender fenómenos macroscópicos como la presión, el volumen y la temperatura de un gas.
Un gas ideal.
11
Los gases ideales son un modelo teórico de gas que sigue ciertas suposiciones ideales simplificadas para describir su comportamiento. Se caracterizan por cumplir con las siguientes condiciones:
Estas suposiciones simplifican el comportamiento de los gases en condiciones ideales y proporcionan una base matemática conveniente para explicar y predecir el comportamiento de los gases en situaciones donde las interacciones entre partículas son mínimas y las condiciones son ideales.
12
Caracteristicas.
Movimientos aleatorio y constante:Las partículas se mueven en trayectorias rectilíneas y aleatorias, chocando entre sí y contra las paredes del contenedor sin perder energía en estas colisiones
Partículas sin volumen:Las partículas de un gas ideal se consideran puntos sin volumen, es decir, se asume que ocupan un espacio despreciable en comparación con el volumen total del gas.
Cumplen con la ley Boyle, Charley y Avogadro:Los gases ideales siguen las leyes de los gases ideales, como la Ley de Boyle (a temperatura constante, la presión de un gas es inversamente proporcional a su volumen), la ley de Charles (a presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura), y la ley de Avogadro (a presión y temperatura constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles del gas.
No hay interacciones entre partículas:Se supone que las partículas de un gas ideal no interactúan entre si ni experimentan fuerzas de atracción o repulsión, excepto durante colisiones elásticas.
Ley de Boyle.
13
El enunciado de la ley de Boyle establece que, a temperatura constante, el volumen de una cantidad fija de gas es inversamente proporcional a su presión.matemáticamente, se expresa como p1 v1 = p2 v2 donde p1 y v1 representan la presión y el volumen iniciales, respectivamente, p2 y v2 son la presión y el volumen finales, manteniendo la temperatura constante. Una aplicación común de la ley Boyle se encuentra en la industria de los gases comprimidos. Por ejemplo, en la fabricación y uso de cilindros de gas comprimidos, como los tanques de gas para soldadura o las bombonas de gases medicinales. Cuando se comprime un gas en un cilindro a una presión alta, su volumen disminuye, permitiendo almacenar una mayor cantidad de gas en un espacio más reducido. Esta relación entre la presión y el volumen es esencial para garantizar la seguridad y eficiencia en el almacenamiento y uso de gases en diversos campos industriales y médicos.
Ley de Charles.
El enunciado de la ley de Charles establece que, a presión costante, el volumen de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta (medida kelvin). Matemáticamente, se expresa como V1/T1= V2/T2 donde V, y T son el volumen y la temperatura iniciales, respectivamente, y V2 y T2 son el volumen y la temperatura finales, manteniendo la presión constante. Una aplicación práctica de la ley de Charles se encuentra en el funcionamiento de muchos sistemas de calefacción y refrigeración. Por ejemplo, en un sistema de aire acondicionado, cuando el gas se comprime en el compresor, su temperatura aumenta. Este aumento de temperatura permite que el gas ceda calor al entorno. Posteriormente, cuando el gas se expande en el evaporador, su temperatura disminuye, permitiendo que el gas absorba calor del entorno, enfriando así el aire que se distribuye en el ambiente. Esta ley es fundamental para comprender cómo cambia el volumen de un gas cuando se varía la temperatura bajo condiciones de presión constante, lo que es esencial en el diseño y funcionamiento de sistemas de calefacción, refrigeración y muchas otras aplicaciones de ingeniería y ciencias.
14
Ley de Gay-Lussac.
El enunciado de la ley de Gay-Lussac, también conocida como la ley de las Temperaturas de los Gases, establece que, a volumen constante, la presión de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta (medida kelvin). Matemáticamente, se expresa como P1/T1 = P2/T2, donde P1 y T1 son la presión y la temperatura iniciales, respectivamente, y P2 y T2 son la presión y la temperatura finales, manteniendo el volumen constante. Una aplicación común de la ley de Gay-Lussac se encuentra en la industria de los neumáticos. Cuando un neumático se calienta debido a la fricción en la carretera o a condiciones climáticas, la temperatura del gas dentro del neumático aumenta. Conforme aumenta la temperatura, la presión del gas dentro del neumático también aumenta de acuerdo con esta ley. Esto es importante para los conductores, ya que los neumáticos pueden perder o ganar presión debido a cambios de temperatura, lo que puede afectar la eficiencia del combustible y la estabilidad del vehículo. La ley de Gay-Lussac es fundamental para comprender cómo la presión de un gas varia cuando se modifica la temperatura a volumen constante, lo que tiene aplicaciónes importantes en la industria automotríz, la ingeniería de sistemas de refrigeración, así como en otras áreas donde es esencial controlar y comprender los cambios de presión y temperatura en gases encerrados a volumenes constantes.
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¡GRACIAS!
Prof. Angeles
Conservación de la energía y sus interacciones con la materia
marielrm17
Created on March 2, 2024
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Presentación
Progresión 4
Cuando la energía fluye es posible detectar la transferencia de energía a través de un objeto o sistema.
ÍNDICE
8. Teoría cinética de los gases
1. Progresión 4
9. Puntos clave
2. Transferencia
10. Resumen
3. Equilibrio dinámico
11. Un gas ideal
4. ejemplos de equilibrio dinámico
12. Caracteristicas
5. ¿Qué es el equilibrio dinámico en física?
13. Ley de Boyle
6. Los principales componentes del equilibrio dinámico
14. Ley de Charles
15. Ley de Gay-Lussac
7. Ejemplos de estabilidad de un sistema
Progresión 4
La energía se manifiesta de diversas formas (calor, trabajo, luz, sonido, etc.) y los materiales tienen diferentes de favorecer su transmisión o bien, de frenar su transferencia.
Transferencia
La energía está en constante movimiento, desplazándose a diferentes zonas de un sistema o, bien, entre diferentes sistemas. la propagación de la energía dentro de los espacios no podría llevarse a cabo sin interactuar con la materia que forma parte del mismo sistema. Diferentes formas de interacción entre la materia y la energía dan dferentes mecanismos de transferencia de energía. La forma en que la energía interactua con la materia depende tanto de la naturaleza o tipo de energía como de las propiedades físicas de la materia con la que intercatúa.
Equilibrio dinámico
Ejemplos de equilibrios dinámico.
¿Qué es el equilibrio dinámico en física?
Los principales componentes del equilibrio dinámico
Ejemplos de estabilidad de un sistema
Teoría cinética de los gases
La teoría cinética de los gases en un modelo que describe el comportamiento de los gases a nivel molecular. Sus puntos clave son:
Partículas en movimiento: Los gases están compuestos por partículas (átomos o moléculas) que se mueven constante mente en trayectorias rectilíneas y aleatorias. Estos movimientos generan colisiones entre partículas y paredes del recipiente.
No hay atracción entre partículas:Se asume que las partículas de gas no tienen interacciones atractivas entre sí, excepto durante colisiones elásticas, momento en el cual no hay pérdida de energía.
Distribución de velocidades:Las partículas gaseosas tienen una distribución de velocidades, donde algunas se mueven más rápido y otras más lentamente. La temperatura está relacionada con la velocidad promedio de estas partículas.
Relación entre presión, volumen y temperatura:La teoría cinética explica la relación directa entre la temperatura y la energía cinética promedio de las partículas gaseosas. Además, estasblece que la presión de un gas es el resultado del impacto de las partículas contra las paredes del contenedor.
Espacios vacíos:Las partículas de gas están separadas por grandes espacios vacíos en comparación con su tamaño, lo que explica por qué los gases son altamente compresibles
En resumen:
10
La teoría cinética de los gases proporciona un marco conceptual que explica cómo las partículas individuales se comportan a nivel molecular, lo que permite comprender fenómenos macroscópicos como la presión, el volumen y la temperatura de un gas.
Un gas ideal.
11
Los gases ideales son un modelo teórico de gas que sigue ciertas suposiciones ideales simplificadas para describir su comportamiento. Se caracterizan por cumplir con las siguientes condiciones:
Estas suposiciones simplifican el comportamiento de los gases en condiciones ideales y proporcionan una base matemática conveniente para explicar y predecir el comportamiento de los gases en situaciones donde las interacciones entre partículas son mínimas y las condiciones son ideales.
12
Caracteristicas.
Movimientos aleatorio y constante:Las partículas se mueven en trayectorias rectilíneas y aleatorias, chocando entre sí y contra las paredes del contenedor sin perder energía en estas colisiones
Partículas sin volumen:Las partículas de un gas ideal se consideran puntos sin volumen, es decir, se asume que ocupan un espacio despreciable en comparación con el volumen total del gas.
Cumplen con la ley Boyle, Charley y Avogadro:Los gases ideales siguen las leyes de los gases ideales, como la Ley de Boyle (a temperatura constante, la presión de un gas es inversamente proporcional a su volumen), la ley de Charles (a presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura), y la ley de Avogadro (a presión y temperatura constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles del gas.
No hay interacciones entre partículas:Se supone que las partículas de un gas ideal no interactúan entre si ni experimentan fuerzas de atracción o repulsión, excepto durante colisiones elásticas.
Ley de Boyle.
13
El enunciado de la ley de Boyle establece que, a temperatura constante, el volumen de una cantidad fija de gas es inversamente proporcional a su presión.matemáticamente, se expresa como p1 v1 = p2 v2 donde p1 y v1 representan la presión y el volumen iniciales, respectivamente, p2 y v2 son la presión y el volumen finales, manteniendo la temperatura constante. Una aplicación común de la ley Boyle se encuentra en la industria de los gases comprimidos. Por ejemplo, en la fabricación y uso de cilindros de gas comprimidos, como los tanques de gas para soldadura o las bombonas de gases medicinales. Cuando se comprime un gas en un cilindro a una presión alta, su volumen disminuye, permitiendo almacenar una mayor cantidad de gas en un espacio más reducido. Esta relación entre la presión y el volumen es esencial para garantizar la seguridad y eficiencia en el almacenamiento y uso de gases en diversos campos industriales y médicos.
Ley de Charles.
El enunciado de la ley de Charles establece que, a presión costante, el volumen de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta (medida kelvin). Matemáticamente, se expresa como V1/T1= V2/T2 donde V, y T son el volumen y la temperatura iniciales, respectivamente, y V2 y T2 son el volumen y la temperatura finales, manteniendo la presión constante. Una aplicación práctica de la ley de Charles se encuentra en el funcionamiento de muchos sistemas de calefacción y refrigeración. Por ejemplo, en un sistema de aire acondicionado, cuando el gas se comprime en el compresor, su temperatura aumenta. Este aumento de temperatura permite que el gas ceda calor al entorno. Posteriormente, cuando el gas se expande en el evaporador, su temperatura disminuye, permitiendo que el gas absorba calor del entorno, enfriando así el aire que se distribuye en el ambiente. Esta ley es fundamental para comprender cómo cambia el volumen de un gas cuando se varía la temperatura bajo condiciones de presión constante, lo que es esencial en el diseño y funcionamiento de sistemas de calefacción, refrigeración y muchas otras aplicaciones de ingeniería y ciencias.
14
Ley de Gay-Lussac.
El enunciado de la ley de Gay-Lussac, también conocida como la ley de las Temperaturas de los Gases, establece que, a volumen constante, la presión de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta (medida kelvin). Matemáticamente, se expresa como P1/T1 = P2/T2, donde P1 y T1 son la presión y la temperatura iniciales, respectivamente, y P2 y T2 son la presión y la temperatura finales, manteniendo el volumen constante. Una aplicación común de la ley de Gay-Lussac se encuentra en la industria de los neumáticos. Cuando un neumático se calienta debido a la fricción en la carretera o a condiciones climáticas, la temperatura del gas dentro del neumático aumenta. Conforme aumenta la temperatura, la presión del gas dentro del neumático también aumenta de acuerdo con esta ley. Esto es importante para los conductores, ya que los neumáticos pueden perder o ganar presión debido a cambios de temperatura, lo que puede afectar la eficiencia del combustible y la estabilidad del vehículo. La ley de Gay-Lussac es fundamental para comprender cómo la presión de un gas varia cuando se modifica la temperatura a volumen constante, lo que tiene aplicaciónes importantes en la industria automotríz, la ingeniería de sistemas de refrigeración, así como en otras áreas donde es esencial controlar y comprender los cambios de presión y temperatura en gases encerrados a volumenes constantes.
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¡GRACIAS!
Prof. Angeles