Termodinámica (densidad, volumen, volumen especifico, etc)

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Volumen ESPECÍFICO

Definición: El volumen específico se define como la relación entre el volumen de un sistema y su masa. Dado que la densidad se define como la relación de la masa sobre su volumen, ella será el inverso del volumen específico. En pocas palabras, el volumen específico (v) se puede definir como el inverso de la densidad.

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Y sus unidades S.I. serán el m3 /kg. Similarmente se acostumbra definir una propiedad asociada, llamada peso específico (ᵞg) como la densidad por la magnitud de la aceleración de gravedad (g), ᵞg = ρg, cuyas unidades S.I. serán el N/m3.

Es común hablar en ingeniería de gravedad específica (d); definida como la relación entre la densidad de un cuerpo dividida entre la densidad del agua. La notación comúnmente especifica las temperaturas a las cuales se refieren las mediciones como súper- y subíndices de la letra “d”. Este concepto tiende a confundir al estudiante ya que como la densidad del agua es aproximadamente 1 g/cm3, el valor numérico de la gravedad específica es muy similar a la de la densidad expresada en estas mismas unidades.

Ejemplo: Las unidades del volumen específico y de la densidad son:

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Se puede usar la cantidad molar así:

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En este caso, el volumen específico molar (ν) y la densidad molar [pic 15] se relacionan con moles o cantidad molar y no con la masa.

Es importante resaltar que el volumen específico puede variar con la altura, en consecuencia, solo usaremos la definición para volúmenes pequeños. (CENGEL & BOLES, 2009)

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Peso ESPECÍFICO

Definición: Esta propiedad la podemos definir como la cantidad de materia contenida en la unidad de volumen, y esta se obtiene con la división entre un peso conocido de una sustancia y el volumen que ocupa.

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El peso específico de un cuerpo o sustancia, es la relación que existe entre el peso y el volumen que ocupa una sustancia ya sea en estado sólido, líquido o gaseoso. Es una constante en el sentido de que es un valor que no cambia para cada sustancia ya que a medida que aumenta su peso también aumentara su volumen ocupado, al igual que sucede con la densidad.

Pe = Peso / volumen

Pe = Peso específico.

Esta constante tiene la importancia de ser una propiedad intensiva, ya que nos permitirá identificar a la sustancia.

Ejemplo: Calcula el Peso específico de un cubo de madera de 6 cm de lado que pesa 160 gramos.

El volumen de un cubo como sabemos es lado x lado x lado o lado elevado al cubo.

V = 6 cm x 6 cm x 6 cm = 216 cm³

Pe = 160 grs/216 cm³

Pe = 0.74 grs/cm³

Como observamos, las unidades de peso específico son unidades de peso divididas por unidades de volumen. Las más comunes serán gr/cm³ o Kg/dm³.

Calcula el peso de un cilindro de aluminio de 5 cm de radio y 4 dm de altura. El peso específico del aluminio es de 2,7

Debemos recordar la fórmula de cálculo para el volumen de un cilindro.

V = ∏ x r² x h

Dónde:

r = radio

h = altura

V = 3.14 x 25 cm² x 40 cm

Los 4 dm pasados a cm dan 40 cm y 5 cm elevados al cuadrado dan como resultado 25 cm².

V = 3140 cm³.

Ahora podemos calcular el peso a partir de la fórmula de peso específico.

Peso = Pe x V

Peso = 2,7 gr/cm3 x 3140 cm3

Las unidades de volumen quedan canceladas y finalmente el peso nos queda en gramos como corresponde.

Peso = 8478 gr.

[pic 19] (CENGEL & BOLES, 2009)

BIBLIOGRAFIAS:

- http://www3.imperial.ac.uk/pls/portallive/docs/1/16075696.PDF

- file:///C:/Users/BASE7/Downloads/marian.pdf