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Hidroestatica y Presión
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Para modelar sistemas de gases se debe introducir el concepto de presión que es el que genera el movimiento del medio. Adicionalmente la presión contribuye a modificar el estado del gas, en particular el volumen en función de la cantidad y temperatura de este.
ID:(732, 0)
Hidroestatica y Presión
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Para modelar sistemas de gases se debe introducir el concepto de presión que es el que genera el movimiento del medio. Adicionalmente la presión contribuye a modificar el estado del gas, en particular el volumen en función de la cantidad y temperatura de este.
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Ecuaciones
La presión ($p$), el volumen ($V$), la temperatura absoluta ($T$) y el número de moles ($n$) est n vinculados a trav s de las siguientes leyes f sicas:
• La ley de Boyle
• La ley de Charles
• La ley de Gay-Lussac
• La ley de Avogadro
Estas leyes pueden ser expresadas de manera m s general como:
$\displaystyle\frac{pV}{nT}=cte$
Esta relaci n general establece que el producto de la presi n y el volumen dividido por el n mero de moles y la temperatura se mantiene constante:
La ley de Boyle establece que, con la temperatura absoluta ($T$) constante, se cumple que el producto de la presión ($p$) y el volumen ($V$) es igual a la constante de la ley de Boyle ($C_b$):
Esto significa que si un gas pasa de un estado inicial (la presión en estado inicial ($p_i$) y el volumen en estado i ($V_i$)) a un estado final (la presión en estado final ($p_f$) y el volumen en estado f ($V_f$)), manteniendo la temperatura absoluta ($T$) constante, debe siempre cumplir la ley de Boyle:
$p_i V_i = C_b = p_f V_f$
Por lo tanto, se tiene que:
Ejemplos
La presión de la columna de agua ($p$) se calcula a partir de la fuerza de la columna ($F$) y la sección de la columna ($S$) de la siguiente manera:
La concentración de particulas ($c_n$) se define como el número de partículas ($N$) dividido por el volumen ($V$):
En n mero de moles se calcula dividiendo el n mero de part culas
o de igual forma
El n mero de Avogadro es igual a 6.02E+23.
La concentración molar ($c_m$) corresponde al ERROR:9339,0 por el volumen ($V$) de un gas y se calcula como sigue:
Si un gas pasa de un estado inicial (i) a un estado final (f) con la temperatura absoluta ($T$) constante, se cumple que para la presión en estado inicial ($p_i$), la presión en estado final ($p_f$), el volumen en estado i ($V_i$) y el volumen en estado f ($V_f$):
La presión ($p$), el volumen ($V$), la temperatura absoluta ($T$), y el número de moles ($n$) est n relacionados por la siguiente ecuaci n:
donde la constante universal de los gases ($R_C$) tiene el valor de 8.314 J/K mol.
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