Donde:
P = Presión (Pa).
F = Es la fuerza aplicada para ejercer dicha presión (N).
A = Es la superficie de aplicación de la presión (m2).
Aunque siempre se deben expresar las unidades en SI, existen situaciones en las que resulta más cómodo convertirlas a otras unidades equivalentes.
| bar | N/mm2 | kp/m2 | |
| 1 Pa (N/m2) | 10-5 | 10-6 | 0,102 |
Por otra parte, una atmósfera (atm) es igual a:
1 atm = 101.325 Pa = 760 mmHg
Donde mmHg es la presión medida en milímetros de Mercurio.
Ejemplo
Vamos a estudiar dos métodos para convertir unidades:
1 ¿Cuántos Pascales son 350 · 10-5 N/mm2?Partiendo de 1 Pa = 10-6 N/mm2 Multiplicamos en cruz: 10-6 N/mm2 = 1 Pa 350 · 10-5 N/mm2 = X PaPartiendo de 1 Pa = 1 N/m2 y de 1 m2 = 1.000.000 mm2 = 1 · 106 mm2 Convertimos los N/mm2 en N/m2 350 · 10-5 N/mm2 = 350 · 10-5 N * 106 mm2Donde los mm2 se anulan y nos queda: 3500 N/m2 = 3500 Pa
2 ¿Cuántos Pascales son 0,052 mmHg? Partiendo de 760 mmHg = 101.325 Pa 0,052 mmHg = X Pa
Temperatura
La temperatura es un parámetro que nos permite cuantificar la variación de calor que sufre un determinado sistema. Al igual que la presión, se trata de una propiedad intensiva y sus unidades se expresan en grados Kelvin (°K).
Densidad
La densidad es una propiedad termodinámica de carácter intensiva. La densidad es la cantidad de masa existente en un sistema dentro del volumen determinado por el mismo, sus unidades en el SI son Kg/m3.
Volumen
Se entiende por volumen el espacio encerrado dentro de un sistema termodinámico. Al contrario que las magnitudes anteriormente estudiadas, el volumen es una propiedad extensiva, es decir, depende directamente de la masa existente en el sistema. En el SI el volumen se expresa en m3.
Sabía que...
La ecuación del gas ideal P · V = n · R · T relaciona magnitudes intensivas y extensivas de un sistema termodinámico.
Energía interna, entalpía y entropía
Además de las propiedades anteriormente estudiadas, la energía interna de un sistema, su entalpía y su entropía son también parámetros característicos que definen un determinado estado del sistema.
2.2. Concepto de energía y calor
La energía es el motor que produce el cambio en cualquier sistema, además la energía presenta sus variaciones del sistema en distintas formas, por ejemplo: energía mecánica, energía calorífica, energía química, energía eléctrica, etc.
Caldera de un tren de vapor
La unidad de la energía en el SI es el Julio (J); aunque también podemos encontrar la energía expresada en calorías (cal) o kilocalorías (kcal), siendo su equivalencia: 1 cal = 4,18 J.
Energía en un sistema termodinámico
Los sistemas termodinámicos se basan en el intercambio de energía, tales como energía mecánica, energía química, calor, etc. Dentro de un mismo sistema termodinámico podemos encontrar los siguientes tipos:
1 Energía mecánica. La energía mecánica se descompone en energía cinética (Ec) y energía potencial (Ep). La energía cinética se genera cuando un sistema está en movimiento o produce una variación del mismo.La energía potencial puede ser gravitatoria, eléctrica o magnética. En el caso de los sistemas termodinámicos, esta suele ser gravitatoria.Donde: m = la masa del sistema medida en kilogramos (kg). g = es la gravedad (en el caso de la tierra, g = 9,8 m/s2). h = es la diferencia de altura del sistema estudiado, medida en metros (m).
2 Energía interna. Es la energía que presenta toda masa contenida dentro de un sistema debido al movimiento de sus átomos y moléculas. Ejemplo: si calentamos un recipiente que contiene agua, las moléculas de esta comenzarán a moverse, produciéndose un mayor rozamiento entre las moléculas e incrementando, por tanto, su energía interna.
Variación de la energía interna de un líquido
Para que se produzcan cambios energéticos en un sistema, este debe interactuar con el entorno. Estas interacciones se pueden producir de tres formas distintas:
1 Intercambio de masa. Se realiza cuando un sistema y un entorno intercambian masa (solido, líquido y/o gas).
2 Intercambio mecánico. Se produce cuando la aplicación de fuerzas genera desplazamientos o movimientos entre el sistema y el entorno. La interacción mecánica se conoce por “trabajo” (W), cuyas unidades en SI se expresan en J y que también equivalen a J = N · m.
3 Intercambio térmico. El calor es el intercambio térmico o diferencia de temperatura existente entre el sistema y el entorno.
Calor
El calor (Q) es energía que se desplaza de un sistema a otro debido a la diferencia de temperatura entre ambos. Cuando dos sistemas están en contacto el calor de ambos tiende a igualarse, dando como resultado un equilibrio térmico. El calor es una energía y por tanto sus unidades son el Julio.
Sabía que...
¿Es correcto decir en verano la expresión “tengo calor”?
Según la termodinámica, el calor es energía en constante movimiento, transfiriéndose de un sistema o cuerpo a otro. Por lo tanto, un objeto o sistema no posee calor, sino una temperatura diferente que puede ser comparada con otro sistema, como la temperatura ambiente.
