1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL YARACUY
ESPACIO ACADÉMICO CIENCIA Y CULTURA DE LA
ALIMENTACIÓN
PRINCIPIOS DE INGENIERÍA APLICADA A LOS ALIMENTOS
I
PERIODO LECTIVO 2013-2014
INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA
SISTEMAS DE UNIDADES Y CONVERSIÓN
CONCEPTOS BÁSICOS
Prof. Mario Yovera Reyes
MY/my 07-2013

2. SISTEMAS DE UNIDADES
Sistema Métrico: MKS y cgs
Sistema Internacional de Unidades (SI)
Sistema Americano de Ingeniería ó Sistema Inglés
(SAI)
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3. SISTEMA INTERNACIONAL DE
UNIDADES (SI)
DIMENSIÓN UNIDAD
ELEMENTAL
OTRAS UNIDADES
LONGITUD METRO (m) Km, mm, cm
MASA KILOGRAMO (kg) Ton, g, mg
TIEMPO SEGUNDO (seg ó s) Hora, min
CANTIDAD DE
SUSTANCIA
MOL (mol ó gmol) Kmol, mmol
TEMPERATURA GRADOS KELVIN (K) Centígrados ó Celsius
°C
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4. SISTEMA AMERICANO DE INGENIERÍA Ó
SISTEMA INGLÉS (SAI)
DIMENSIÓN UNIDAD
ELEMENTAL
OTRAS UNIDADES
LONGITUD PIE (ft) Milla (Mi), pulg (in)
MASA LIBRA MASA (lbm) Ton UK, slug
TIEMPO SEGUNDO (seg ó s) Hora, min
CANTIDAD DE
SUSTANCIA
LIBRA MOL (lbmol) -
TEMPERATURA GRADOS RANKINE (°R) Farenheit °F
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5. CONVERSIÓN DE UNIDADES
UnidadNueva UnidadVieja FactorConversion⇔ ×
1500cal Kcal→
UN
FC
UV
=
1
1000
kcal
FC
cal
=
1
1500 1,5
1000
kcal
cal kcal
cal
× =
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6. MASA, FUERZA Y PESO
MASA: Es la cantidad de materia que posee un
cuerpo, además, es la magnitud que expresa la
medida de su inercia. Se mide con la balanza
FUERZA: Es toda causa capaza de producir ó
modificar el movimiento de un cuerpo ó
cambiar su forma. Se determina por la 2° Ley de
Newton
PESO: Es la fuerza con la se atrae la masa de
un cuerpo al centro del sistema gravitatorio. Se
mide con el dinamómetro
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7. 2° Ley de Newton
.F m a= .Peso m g=
EJEMPLO: un astronauta pesa 730 N en un lugar de la tierra cuya
gravedad es 9,792 m/s² ¿Cuál será la masa del astronauta y cual
será el peso del astronauta en la Luna cuya gravedad es 1,667 m/s²?
SOLUCIÓN: Aplicando la ley de Newton, tenemos
.Peso m g= 2
730
74,55
9,792
Peso N
m kg
g m s
= = =
Por el Principio de Conservación de la Materia se deduce que la
masa del astronauta es constante en cualquier parte del universo
2
. 74,55 .1,667 124,5Luna LunaP m g kg m s N= = =
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8. CONSTANTE DIMENSIONAL GRAVITATORIA (gc)
Por ley de Newton: P = m.g
Newton: Se define como la fuerza capaz de acelerar 1 kg
de masa a 1 m/s²: 1N=1kg.1m/s²
dina: Se define como la fuerza capaz de acelerar 1 g de
masa a 1 cm/s²: 1dina=1g.1cm/s²
kgf: Se define como la fuerza capaz de acelerar 1 kg
masa a 9,8066 m/s²: 1kgf=1kg.9,8066m/s²
Lbf: Se define como la fuerza capaz de acelerar 1 Lb
masa a 32,174 ft/s²: 1lbf=1lb.32,174ft/s²
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9. CONSTANTE DIMENSIONAL GRAVITATORIA (gc)
La constante dimensional gravitatoria se define
como el factor de conversión entre la fuerza, la
masa y la aceleración de la ley de Newton para que
existe consistencia entre las unidades. F = m.g/gc
. cF m g g= .cg m g F=
2
2
1 .1 .
1
1 .
c
kg m s kg m
g
N N s
= =
2
2
1 .1 .
1
1 .
c
g cm s g cm
g
dina dina s
= =
2
2
1 .9,8066 .
9,8066
1 .
c
kgm m s kgm m
g
kgf kgf s
= =
2
2
1 .32,174 .
32,174
1 .
c
Lbm ft s Lbm ft
g
Lbf Lbf s
= =
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10. CONSTANTE DIMENSIONAL GRAVITATORIA (gc)
Ejemplo: Se desea preparar un puré de papas, la receta
requiere 3kg de papas. ¿Dónde la compro? ¿Cómo la
pido? ¿La ley de Newton se ajusta a la realidad?
Solución: Aplicando la ley de Newton . cP m g g=
2
2
. 3 .9,8066
29,4
.
1
.
c
m g kgm m s
P N
kgm mg
N s
/ //= = =
//
/
2
2
. 3 .9,8066
3
.
9,8066
.
c
m g kgm m s
P kgf
kgm mg
kgf s
/ //= = =
//
/
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11. Propiedades físicas y químicas de
la materia y variables de proceso
Volumen: Es el espacio que ocupa un cuerpo, una
cantidad de materia en el universo
• Volumen Específico: Es la relación que existe
entre el volumen de un cuerpo y su cantidad de
materia. Se denota con el símbolo Ṽ
[ ] 3 3 3 3
: , , , , , ,V m cm mL L ft in gal
[ ] 3 3 3 3
: ; ; ; ; ;V m m kg cm g L kg ft Lbm in Lbm gal Lbm
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12. Propiedades físicas y químicas de
la materia y variables de proceso
• Peso Específico: También conocida como
gravedad específica; es la relación entre la
gravedad de un cuerpo y una gravedad de
referencia; normalmente la densidad del agua a
4°C;
• Densidad: Es la relación que existe entre la masa de un
cuerpo y su propio volumen. Es la inversa del volumen
específico. Se denota con la letra griega “Rho” ρ
[ ] [ ] 3 3 3 3
: ; ; ; ; ;m V kg m g cm kg L Lbm ft Lbm in Lbm galρ =
4 3 3 3
1000 1 1 1 62,43C
Agua kg m kg L g cm g mL Lbm ftρ °
= = = = =
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13. Propiedades físicas y químicas de la
materia y variables de proceso
Ejemplo: Determina la densidad de los granos de café
tostados cuya densidad relativa es 0,368
Solución: Toma la densidad del agua como referencia
3 3
. 0,368 1000 368rel CT REF CT rel REF
kg m kg mρ ρ ρ ρ ρ ρ= ⇒ = = × =
Ejemplo: Determina la densidad del aceite vegetal
sabiendo que su gravedad específica es 0,895
Solución: Toma la densidad del agua como referencia
3 3
. 0,895 1 0,895rel AV REF AV rel REF
g cm g cmρ ρ ρ ρ ρ ρ= ⇒ = = × =
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14. Variables de proceso. Velocidades de flujo
• Velocidad de flujo másico: Es cuando una cantidad de
materia cambia de posición en un tiempo determinado
[ ] : ; ; ; min; min; ;m m t kg s kg h g s kg Lbm Lbm h Lbm s
•
 
=  
• Velocidad de flujo volumétrico: Es la rapidez con la que se
desplaza un volumen de fluido en un tiempo determinado
[ ] 3 3 3 3 3 3
: ; min; ; ; min; min; ;V V t m s m m h cm s L ft in s gal h
•
 
=  
• Velocidad de flujo molar: Es cuando una cantidad de
sustancia cambia de posición en un tiempo
determinado
[ ] : ; min; min;n mol t mol s mol kmol h Lbmol Lbmol h
•
 
=  
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15. Variables de proceso. Velocidades de flujo
• NOTA: Para transformar la velocidad de flujo másico a volumétrico y
viceversa se usa como factor de conversión la densidad
m m t m
V V t V
ρ ρ
•
•
= = = =
• NOTA: Para transformar la velocidad de flujo másico a molar y
viceversa se usa como factor de conversión el peso molecular
m m t m
PM PM
n n t n
•
•
= = = =
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16. COMPOSICIÓN QUÍMICA
• Molalidad: Moles de soluto en un
kilogramo de disolvente. Molal = mol /
kgSte
• Normalidad: equivalente químico de soluto
en un litro de disolución. N = eq / L
• ppm: partes por millón del soluto en litro ó
kilogramo de solución. ppm = mg / L ó kg
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• Molaridad: Moles de soluto en un litro de
disolución. M = mol / L

17. Fracciones másicas, molares y volumétricas
• Fracción másica: Representa la masa de un componente
A dividido entre la masa total de una mezcla que
contiene al componente A. Se denota con la letra “x”
• Fracción volumétrica: Representa el volumen de un
componente A dividido entre el volumen total de una
mezcla que lo contiene. Se denota con la letra “z”
• Fracción molar: Representa los moles de un
componente A dividido entre los moles totales de una
mezcla que contiene al componente A. Se denota con la
letra “y”
...
A A
A
A B i Total
m m
x
m m m m
= =
+ + +
...
A A
A
A B i Total
v v
z
v v v v
= =
+ + +
...
A A
A
A B i Total
n n
y
n n n n
= =
+ + +
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18. COMPOSICIÓN QUÍMICA
Masa Molar: Conocida como Peso Molecular, es la relación
entre la cantidad de materia y la cantidad de sustancia de
un compuesto. Se determina por la suma proporcionales
de los pesos atómicos de todos los átomos que constituyen
al compuesto. PM = m / n = masa / mol. Unidad “g / mol”
• Masa Molar Promedio: Es la suma proporcionada de
las masas molares de cada compuesto de una mezcla
( ). . ... . .A A B B i i i iM y M y M y M y M= + + + = ∑
1
... i iA B
A B i i
x xx x
M M M M M
 
= + + + =  ÷
 
∑
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