Fisica aplicada 1

Unidad 1

FsicaAplicada

SISTEMAS DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO

Aplicada

Unidades de MedidaIntroduccin

Las instalacin de refrigeracin y aire acondicionado, tiene la misin demantener constante condiciones como temperatura y humedad en un recinto,en funcin de aplicaciones especificas.El tcnico de servicio, debe tener presente cuando la instalacin tiene unfuncionamiento correcto o incorrecto, de acuerdo a valores de temperatura,


funcionamiento correcto o incorrecto, de acuerdo a valores de temperatura,presin, corriente, etc.Cualquier variacin producida en las diferentes mediciones con respecto a lasesperadas en el punto de control, son causadas por variables fsicas, que alinterpretarlas, nos llevan al diagnostico del problema en la instalacin.Entendemos que el tcnico de servicio debe estar familiarizado con lasdiferentes magnitudes para generar un diagnostico correcto, por tal motivo esimportante saber seleccionar la instrumentacin adecuada, propia para eltrabajo a realizar y posterior interpretacin de resultados.

SISTEMAS DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADOUnidad 1Fsica Aplicada

Sistema Internacional (SI) (Le SystmeInternational d'Units) Es un sistema deunidades que pretende utilizar en todos lospases del mundo, para uniformar losconceptos y desde el punto de vista tcnico, sehable el mismo lenguaje.En la actualidad, en casi todos los pases

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)


En la actualidad, en casi todos los paseseuropeos es obligatorio el uso del SI, aunquetodava faltan muchos pases por adoptarlo.Las unidades bsicas en el SI son el- Metro (m) para Longitud.- Kilogramo (kg) para Masa.- Segundo (s) para Tiempo.- Mol (mol) para cantidad de sustancias.- Amper (A) para corriente elctrica.- Kelvin (K) para temperaturas

termodinmicas.- Candela (cd) para intensidad luminosa.SISTEMAS DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO Unidad 1

Fsica Aplicada

SISTEMAS DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADOSISTEMAS DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADOUnidad 1Fsica Aplicada

Sistema Ingls - Es el sistema que tiene comobase el pie (ft) , la libra (lb) y el segundo(s). El sistema ingls no es un sistemadecimal como el mtrico, sino que susunidades estn basadas en mltiplos y

SISTEMA INGLES DE UNIDADES


unidades estn basadas en mltiplos ysubmltiplos de 8 y de 12.

Ejemplo: 1 pie = 12 pulgadas; 1 yarda = 3 pies= 36 Pulgadas.1 galn = 4 cuartos = 8 pintas; 1 libra =16

onzas.

Se origin en Inglaterra, y actualmente se usaen algunos pases, por ser estos conquistadoso colonizados por los ingleses.


Sistema Mtrico DecimalEl sistema mtrico decimal es un sistema de unidades en el cual los mltiplos ysubmltiplos de cada unidad de medida estn relacionados entre s por mltiplos osubmltiplos de 10.Prefijos de las potencias de diez:


Sistema Cegedecimal (CGS) Es un sistema de unidades basado en el centmetro, el gramo y el segundo.Su nombre es el acrnimo de estas tres unidades.


Sistema TcnicoUn sistema tcnico de unidades es cualquier sistema de unidades en el quese toma como magnitudes fundamentales la longitud, la fuerza, el tiempo y latemperatura. No hay un sistema tcnico normalizado de modo formal, peronormalmente se aplica este nombre especficamente al basado en el sistemamtrico decimal que toma el metro o el centmetro como unidad de longitud, elkilopondio como unidad de fuerza, el segundo como unidad de tiempo y la calorao la kilocalora como unidad de cantidad de calor.


LongitudDefinicin : Es la distancia que se encuentra entre dos puntosdeterminados como referencia. La longitud de un objeto es ladistancia entre sus extremos, su extensin lineal medida de principioa fin. En el lenguaje comn se acostumbra diferenciar altura (cuandose refiere a una longitud vertical), y anchura (cuando se habla de una


se refiere a una longitud vertical), y anchura (cuando se habla de unalongitud horizontal).

Unidad Sistema Internacional : Metro, smbolo (m).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Pie, smbolo (ft).

Equivalencia unidades : 1 ft = 0,3048 m.1 m = 3,2808 ft.


SuperficieDefinicin : Es la medicin de un espacio bidimensional.


Unidad Sistema Internacional : Metro cuadrado, smbolo(m2).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Pies cuadrados, smbolo(ft2).

Equivalencia unidades : 1 ft2 = 0,0929 m2.1 m2 = 10,7639 ft2.


VolumenDefinicin : Es la medicin de un espacio tridimensional.


Unidad Sistema Internacional : Metro cubico, smbolo(m3).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Pies cbicos, smbolo (ft3).

Equivalencia unidades : 1 ft3 = 0,0283 m3.1 m3 = 35,3144 ft3.


MasaDefinicin : Cantidad de materia que tiene un cuerpo (Materiacualquier cosa que ocupa espacio y tiene masa, esta constituida portomos y molculas). Un kg. masa, es una cantidad absoluta demateria. Esto significa que un kg de materia en reposo, siempre es unkg.,


kg.,independientemente de su situacin en el espacio, an cuando lafuerza de gravedad sea grande , pequea o nula. Un (Kg) es MASA yes invariable en cualquier lugar del universo, y el (Kgf) es PESO ydepende de la aceleracin de gravedad del medio.

Unidad Sistema Internacional : Kilo , smbolo (kg).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Libra, smbolo (lb).

Equivalencia unidades : 1 lb = 2,2 kg.1 kg = 0,4535 lb.


Caudal (fluidos) Definicin : Movimiento de fluido en una unidad de tiempo.Pudindose especificar como:Caudal en base a la masa (Caudal msico).Unidad Sistema Internacional : Kilogramo/segundo, smbolo(kg/s).


(kg/s).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Libra/segundo, smbolo (lb/s).Equivalencia unidades : 1 lb/s = 2,2 kg/s.

1 kg/s = 0,4535 lb/s.

Caudal en base al volumen (Caudal volumtrico).Unidad Sistema Internacional : Metro cubico/segundo,smbolo (m3/s).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Cubic feet/segundo, smbolo(ft3/s).

Equivalencia unidades : 1 ft3/s = 0,0283 m3/s.SISTEMAS DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO

Unidad 1Fsica Aplicada

Velocidad LinealDefinicin : La velocidad lineal es el desplazamiento de unobjeto con respecto al tiempo.

Unidad Sistema Internacional : Metro/segundo, smbolo(m/s).


(m/s).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Pie/segundo , smbolo(ft/s).

Equivalencia unidades : 1 ft/s = 0,3048 m/s.1 m/s = 3,28 ft/s.


Aceleracin LinealDefinicin : Se puede definir como el incremento de velocidadcon respecto al tiempo.

Unidad Sistema Internacional : Metro/segundo2, smbolo(m/s2).


(m/s2).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Pie/segundo2 , smbolo(ft/s2).

Equivalencia unidades : 1 ft/s2 = 0,3048 m/s2.1 m/s2 = 3,28 08 ft/s2.


Volumen especificoDefinicin : El volumen especfico de cualquier sustancia, es elvolumen que ocupa una unidad de masa.

Unidad Sistema Internacional : Metro 3/kilo, smbolo(m3/kg).


(m3/kg).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Pies 3/libra , smbolo (ft3/lb).

Equivalencia unidades : 1 ft3/lb = 0,0624 m3/kg.1 m3/kg = 16,0186 ft/s2.


DensidadDefinicin : La densidad de cualquier sustancia, es su masa (nosu peso) por unidad de volumen.

Unidad Sistema Internacional : Kilo/m3, smbolo (kg/m3).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Libra/pie3 , smbolo (lb/ft3).


Unidad Sistema Tcnico Ingles : Libra/pie3 , smbolo (lb/ft3).

Equivalencia unidades : 1 lb/ft3 = 16,0186 kg/m3.1 kg/m3 = 0,0624 lb/ft3.


FuerzaDefinicin : Fuerza es toda causa capaz de modificar el estado demovimiento , de reposo de un cuerpo o de producir en l unadeformacin.

Unidad Sistema Internacional : Newton, smbolo (N).


Unidad Sistema Internacional : Newton, smbolo (N).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Libra fuerza, smbolo (lbf).

Equivalencia unidades : 1 lbf = 4,4483 N .1 N = 0, 2248 lbf.


EnergaDefinicin : Al mirar a nuestro alrededor se observa que lasplantas crecen, los animales y personas se trasladan, que mquinas yherramientas realizan variadas tareas. Todas estas actividades tienen

algo en comn, precisan de energa.


algo en comn, precisan de energa.La energa es una propiedad de los cuerpos, objetos y sustancias, seasocia a la capacidad de realizar trabajo, producir luz, calor, etc.manifestndose en las transformaciones que ocurren a diario en lanaturaleza, como elevar un objeto, transportarlo, deformarlo ocalentarlo.Unidad Sistema Internacional : Joule, smbolo (j).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Btu, smbolo (btu).

Equivalencia unidades : 1 btu = 0,001055 j o 1,05587 kJ.1 kJ = 0,94708 btu


Ejemplo tipos de energa

- Energa Calrica

La energa calrica es aquella queposeen los cuerpos, cada vez queson expuestos al efecto del calor.Tambin, se puede decir que


- Energa Calricao trmica.

Tambin, se puede decir quecorresponde a la energa que setransmite entre dos cuerpos queestn a diferentes temperaturas, esdecir, con distinto nivel calrico.


- Energa Qumica

Producidas por reacciones qumicasque desprenden calor , realizanalgn trabajo o movimiento.Un ejemplo son los combustibles,que mediante una transformacin



- Energa Qumicaque mediante una transformacinpueden producir trabajo omovimiento.


- Energa Elctrica

Se denomina energa elctrica a la forma de energaque resulta de la existencia de una diferencia depotencial entre dos puntos, lo que permiteestablecer una corriente elctrica entre ambos.La energa elctrica se manifiesta como corrienteelctrica, es decir, como el movimiento de cargas



- Energa Elctrica elctrica, es decir, como el movimiento de cargaselctricas negativas o electrones,a travs de un cable conductor metlico comoconsecuencia de la diferencia de potencial.El voltaje, tensin o diferencia de potencial es lapresin que ejerce una fuente de suministro deenerga elctrica o fuerzaelectromotriz (FEM) sobre las cargas elctricas oelectrones en un circuito elctrico cerrado, para quese establezca el flujo de una corriente elctrica.


Energa contenida en un cuerpo,depende de su altura o diferenciacon respecto a un sistema dereferencia.

- Energa Potencial



- Energa Cintica

Energa contenida en un cuerpo,debido a su movimiento ovelocidad.


Energa

RenovableNo

renovableAlternativa

Tipos de energa


Agua

Madera

Carbn vegetal

Petrleo

Gas natural

Carbn mineral

Elica

Solar

Mareomotriz

GeotrmicaSISTEMAS DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO


TrabajoDefinicin : El trabajo es una forma de transmisin de energaentre dos cuerpos. Para realizar un trabajo es necesario ejercer unafuerza sobre un cuerpo y generar un desplazamiento.


Unidad Sistema Internacional : Joule, smbolo (j).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Btu, smbolo (btu).

Equivalencia unidades : 1 btu = 0,001055 j o 1,05587 kJ.1 kJ = 0,94708 btu


PotenciaDefinicin : La Potencia es la relacin entre el trabajo realizado yel tiempo empleado.La potencia mide la rapidez con que se efecta un trabajo, es decir, larapidez con que tiene lugar la transferencia de energa desde un cuerpoa otro.


a otro.

Unidad Sistema Internacional : Watt, smbolo (W).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Caballo de potencia, smbolo(hp).

Equivalencia unidades : 1 hp = 745,6998 W .1 W = 0,0013 hp


Potencia


Regla de tres simple directa

La regla de tres simple directa se fundamenta en una relacinde proporcionalidad, la regla de tres establece una relacin dede proporcionalidad, la regla de tres establece una relacin deproporcionalidad, por lo que rpidamente se observa que:

Donde k es la constante de proporcionalidad, para que estaproporcionalidad se cumpla tenemos que a un aumento de A lecorresponde un aumento de B en la misma proporcin.


Regla de tres simple directa

Podemos representar:Podemos representar:

y diremos que: A es a B directamente, como X es a Y, siendo Y igualal producto de B por X dividido entre A.


Regla de tres simple directaEjemplo

Si necesito 8 litros de pintura para pintar 2 habitaciones, cuntos litrosnecesito para pintar 5 habitaciones?Este problema se interpreta de la siguiente manera: la relacin es directa,dado que, a mayor nmero de habitaciones har falta ms pintura, y lorepresentamos as:


Regla de signos


Ejercicios en ClasesI.- Transformar las siguientes unidades:

a) 23 ft a m =

b) 21 m a ft =

c) 13 plg a m =


c) 13 plg a m =

d) 12 ft2 a m2 =

e) 2,2 kg a lb =

f) 1,5 m3 a ft3 =

g) 1,8 lb/s a kg/s =

h) 55 KJ a btu =

Ejercicios en ClasesII.- Desarrollar los siguientes problemas:

a) Calcular el caudal msico (kg/s) de un gas, circuladopor unatubera, de acuerdo a la siguiente Informacin:


tubera, de acuerdo a la siguiente Informacin:

Caudal volumtrico25 m3/s

Volumen especifico del gas0,183 m3/kg

Ejercicios en Clases

b) Calcular la masa (kg) de agua en un contenedor, deacuerdo a la siguiente Informacin:


Densidad del agua 1000 kg/m3a = 2,3 m

b = 5 mc = 2 m


c) Calcular el caudal volumtrico (m3/s) de airecirculado en un ducto, de acuerdo a la siguienteInformacin:


50 mm

10 m/s


d) Calcular el trabajo realizado por una fuerza (J), deacuerdo a la siguiente Informacin:

100 N


100 N

10 m

e) Para el trabajo resultante, Cul seria la potencia enW y hp, si se realizara en un tiempo de 20 s?

PresinDefinicin : La presin es una magnitud fsica que mide lafuerza en direccin perpendicular por unidad de superficie.La presin representa la distribucin de la fuerza, y su valor se obtienedel cociente entre la fuerza y la superficie.


Cuando una fuerza se aplica a unasuperficie el efecto producidodepende del tamao de stasuperficie. Como un ejemplodemostrativo, un hombre que tengacolocados unos esqus puede estar de


colocados unos esqus puede estar depie sobre la nieve, sin ellos se hunde.Esto quiere decir que los esqusdistribuye el peso del hombre sobresu gran superficie de tal forma que supeso por unidad de la superficie de lanieve es menor.

En el Sistema Internacional la presin se mide en una unidad derivadaque se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de unnewton actuando uniformemente en un metro cuadrado. En el SistemaIngls la presin se mide en una unidad derivada que se denomina librapor pulgada cuadrada (pound per square inch) psi que es equivalente auna fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada.


una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada.

Unidad Sistema Internacional : Pascal, smbolo (P).Unidad Sistema Tcnico Ingles : Libra fuerza/ plg 2, smbolo(psi).

Equivalencia unidades : 14,7 psi = 101.325 P .

Presin atmosfrica es lapresin ejercida por el aire atmosfricoen cualquier punto de la tierra . Lapresin atmosfrica en un puntocoincide numricamente con el peso


coincide numricamente con el pesode una columna esttica de aire deseccin recta unitaria que se extiendedesde ese punto hasta el lmitesuperior de la atmsfera. Elinstrumento para medir la presinatmosfrica es el Barmetro

Presin manomtrica,tambin llamada presin relativa es lapresin expresada como una cantidadmedida con respecto a la presin


medida con respecto a la presinatmosfrica. El instrumento paramedir la presin relativa es elmanmetro.

Presin absoluta, es la medidade la presin con respecto al vaco total,


de la presin con respecto al vaco total,es equivalente a la presin relativa omanomtrica ms la atmosfrica.

Vaco, presin menor a la presinatmosfrica, medida por debajo de lapresin atmosfrica. Cuando el vaco


presin atmosfrica. Cuando el vacose mide con respecto a la presinatmosfrica se le conoce comopresin negativa.

Prdida de carga en unatubera o canal, es la prdida deenerga dinmica del fluidodebido a la friccin de laspartculas del fluido entre s ycontra las paredes de la tuberaque las contiene. Las prdidas


que las contiene. Las prdidaspueden ser continuas, a lo largo deconductos regulares, accidentaleso localizadas, debido acircunstancias particulares, comoun estrechamiento, un cambio dedireccin, la presencia de unavlvula, etc.

Cualquier lquido en su punto de ebullicin se le llama tambinlquido saturado y consecuentemente, el punto de ebullicin estambin conocido como temperatura de saturacin. A cualquier

Influencia de la presin en la temperatura de saturacin de un

fluido


tambin conocido como temperatura de saturacin. A cualquierpresin dada, le corresponde un punto de ebullicin o unatemperatura de saturacin, as por ejemplo el punto de ebullicindel agua a una presin atmosfrica normal (760 mm Hg, 14,7 psi o101.325 P) es de 100C.A mayor presin, mayor la temperatura de saturacin. Al ser mayorla presin en el fluido, sus molculas se unen con mas fuerza,produciendo mayor dificultad para separarlas y generar uncambio de estado.

Fisica aplicada 1

Documents