Repaso de conceptos sobre trabajo y potencia, para la asignatura de Tecnología Industrial II

1. Tecnología Industrial II
Trabajo

2. Repaso de unidades de medida
Trabajo de una fuerza
Trabajo de rotación
Trabajo de un gas
Índice

3. Unidades básicas del S.I.
Magnitud Unidad Símbolo
Longitud [L] metro m
Masa [M] kilogramo kg
Tiempo [t] segundo s
Intensidad [I] amperio A
Temperatura [T] kelvin K
Cantidad sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd

4. Unidades derivadas del S.I.
Magnitud Unidad Símbolo
Superficie [S] m cuadrado m²
Volumen [V] m cúbico m³
Densidad [d] kg por cada m³ kg/m³
Velocidad [v] m por cada s m/s
Aceleración [a] m/s por cada s m/s²
Ángulo plano [θ] radián (rad)
Velocidad angular [ω] radián por s (rad/s) s-1
Aceleración angular [α] rad/s en cada s (rad/s²) s-2
…. … …

5. Unidades derivadas del S.I.
con nombre propio
Magnitud Unidad Símbolo
Fuerza [F] newton N
Presión [p] pascal Pa
Energía [E] [W] [Q] julio J
Potencia [P] vatio W

6. Sistema Métrico Decimal
Múltiplo por Símbolo
tera 1012
T
giga 109
G
mega 106
M
kilo 103
k
hecto 102
h
deca 101
da
Subúltiplo por Símbolo
pico 10-12
p
nano 10-9
n
micro 10-6
μ
mili 10-3
m
centi 10-2
c
deci 10-1
d

7. Unidades fuera del S.I.
Magnitud Nombre Símbolo Equivalencia
Ángulo plano vuelta/revolución rev 1 rev = 2π rad
grado sexagesimal º 360º = 2π rad
Tiempo minuto min 1 min = 60 s
hora h 1 h = 3600 s
Fuerza kilopondio kp 1 kp = 9,8 N
Energía caloría cal 1 cal = 4,18 J
kilovatio·hora kW·h 1 kWh = 3600000 J
Potencia caballo de vapor CV 1 CV = 735 W

8. Trabajo de una fuerza

9. Definiciones: Fuerza

efecto ejercido sobre un cuerpo

varía el movimiento del objeto o lo deforma

10. Definiciones: Energía

capacidad contenida en algo

puede producir el movimiento de un objeto

11. Definiciones: Potencia

velocidad con se genera o consume energía

12. Balance de energía
• Principio de conservación de la energía
100·
E
E
CONSUMIDA
ÚTIL
=η
•
Rendimiento
60% = 0,6

13. Energías

Cinética

Potencial gravitatoria

Eléctrica

De combustible

Interna

Calor

Hidráulica

Eólica
…

14. Trabajo de una fuerza
x·Fcos·x·FW

=θ=
x·FW =
2
x·k
2
1
x·F
2
1
W ==

15. Energía cinética de rotación
2
C v·m
2
1
E =
r·d θ=
d
)r·2( π=
r·v ω=
222
ROTACIÓN ·r·m
2
1
)r·(·m
2
1
E ω=ω=
Para una partícula:

16. Energía cinética de rotación
22
iiR ·r·m
2
1
E i
ω=
Para un sólido:
∑∑ ω==
i
22
ii
i
RROTACIÓN ·r·m
2
1
EE i
2
i
2
ii
i
22
ii ·r·m
2
1
·r·m
2
1
ω








=ω ∑∑
Ir·m
i
2
ii =∑

17. Energía cinética de rotación
2
ROTACIÓN ·I·
2
1
E ω=
2
C v·m·
2
1
E =

18. Trabajo de rotación
x·FW =
d·FWROTACIÓN =
θ= ·r·FWROTACIÓN
Mr·F =
θ= ·MWROTACIÓN

19. Potencia de rotación
t
W
P =
ω=
θ
== ·M
t
·M
t
W
P ROTACIÓN
ROTACIÓN

20. Similitudes lineal-rotación
Lineal Angular Relación
Desplazamiento Distancia (d) Ángulo (θ) d = θ · r
Velocidad Velocidad lineal (v) Velocidad angular ( ω) v = ω · r
Inercia Masa (m) Momento de inercia (I)
Causa del
movimiento
Fuerza (F) Par o Momento (M) M = F · r
Energía
Energía cinética
( EC = 1/2 · m · v² )
Energía de rotación
( EROT = 1/2 · I · ω² )
Trabajo
Trabajo de una fuerza
(W = F · d )
Trabajo de un momento
( W = M · θ )
Potencia
Velocidad de desplazar fuerza (P
= F · v)
Velocidad de girar momento (P
= M · ω)

21. Trabajo de un gas

22. Magnitudes características
TEMPERATURA

Movimiento de las moléculas

Se mide en K (o en ºC)

23. Magnitudes características
VOLUMEN
• Espacio ocupado
• Se mide en m³ (también en cm³ y en litros)

24. Magnitudes características
PRESIÓN

Concentración de la fuerza

Se mide en N/m² (Pa) o en kp/cm²
S
F
p =

25. • Cilindro - Émbolo - Vástago
• Presión
• Volumen
S
F
p =
x·SV =
V·p
S
V
·)S·p(x·FW ∆=∆=∆=
Trabajo a partir de gas

26. Trabajo a partir de gas
Hipótesis:
• Siempre se trabaja con gases ideales
• El gas sólo puede:
– Realizar o recibir un trabajo (W)
– Recibir o eliminar calor (Q)
– Variar su temperatura (ΔEi)
.cteR·n
T
V·p
==
WΔEQ i +=
T·R·nV·p =

27. Transformación isocora
•
Transformación a volumen constante
0V·pW =∆=
QΔEi =
T·C·mEQ Vi ∆=∆=
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28. Transformación isobara
•
Transformación a presión constante
V·pW ∆=
WΔEQ i +=
T·C·mE Pi ∆=∆
2
2
1
1
T
V·p
T
V·p
=
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29. Transformación isoterma
•
Transformación a temperatura constante
1
2
11
V
V
ln·V·pW −=
WQ =
0T·C·mEi =∆=∆
T
V·p
T
V·p 2211
=
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30. Transformación adiabática
•
Transformación sin intercambio de calor
1γ
V·pV·p
W 2211
−
−
=
0Q =
WEi =∆
1
22
1
11 V·TV·T
−γ−γ
=
γγ
= 2211 V·pV·p
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31. José Ramón López - 2013
FIN