miércoles, 19 de mayo de 2010

Conductores y aisladores Y Carga Inducida

Conductores y aisladores

La materia esta constituida por átomos. Los átomos, a su vez, están hechos de electrones, protones y neutrones. El átomo de cada elemento químico es único y diferente a los átomos de los demás elementos. El elemento con el átomo más simple es el hidrógeno, H, que tiene solamente un protón y un electrón. Lo sigue el helio, He. Este tiene un núcleo con dos protones y dos neutrones, alrededor del cual orbitan dos electrones. Cuando los átomos de dos elementos reaccionan químicamente, forman un compuesto. La materia a nuestro alrededor puede ser cualquier elemento de la Tabla Periódica de los elementos o cualquier compuesto formado a partir de estos elementos. Aunque no vamos a hablar aquí de cómo se enlazan los átomos, debemos saber que según el tipo de enlace entre ellos, será su habilidad para conducir carga eléctrica. Los metales como el cobre, la plata, el oro, el aluminio, etcétera, son excelentes conductores, es decir, su conductividad es grande. Los conductores permiten el movimiento de carga eléctrica a través de su volumen. Cuando depositamos carga en algún punto de un conductor, esta se difunde inmediatamente por toda la superficie del mismo, obedeciendo al rechazo de cargas del mismo tipo, hasta quedar equilibradamente distribuida. Hay materiales con conductividades muy pequeñas, como el vidrio, hule, porcelana, etcétera, por lo que los llamamos aisladores. Estos no permiten que la carga eléctrica se mueva o desplace en ellos. Cualquier carga que depositemos en un aislador permanece en el punto donde se depositó, sin distribuirse como lo haría en el caso de un conductor. El agua pura, destilada, es un conductor pobre, sin embargo, basta disolver en ella un poco de sal para convertirla en un conductor excelente, por eso la humedad ambiental favorece la recombinación instantánea de las cargas generadas por fricción. La capacidad aisladora de los materiales es limitada. Aún los mejores aisladores pueden conducir si son sometidos a campos eléctricos suficientemente intensos. Cuando esto ocurre decimos que hay rompimiento dieléctrico. Un rayo, por ejemplo, muestra el rompimiento dieléctrico de la atmósfera cuando las cargas positiva y negativa acumuladas en la tierra y las nubes, respectivamente, son lo suficientemente grandes como para recombinarse en una chispa, de varios kilómetros de longitud, que viaja a través del aire, a pesar de que este es un aislador.

Carga Inducida

La carga inducida se produce cuando un objeto cargado repele o atrae los electrones de la superficie de un segundo objeto. Esto crea una región en el segundo objeto que está más cargada positivamente, creándose una fuerza atractiva entre los objetos.

Por ejemplo, cuando se frota un globo, el globo se mantendrá pegado a la pared debido a la fuerza atractiva ejercida por dos superficies con cargas opuestas (la superficie de la pared gana una carga eléctrica inducida pues los electrones libres de la superficie del muro son repelidos por los electrones que ha ganado el globo al frotarse, creando una superficie de carga positiva en la pared, que luego atrae a la superficie del globo).

domingo, 11 de abril de 2010

Investigación

Paradoja de Gibbs

Esta expresión tiene dos inconvenientes, uno de los cuales es el no comportarse como una variable extensiva, cuestión identificada mediante la paradoja de Gibbs. Supongamos dos sistemas, A y B, donde B duplica al sistema A, es decir VB = 2VA y NB = 2NA. Siendo la entropía una variable extensiva debería cumplirse SB = 2SA, lo cual no es consistente con (3.20). Gibbs obtuvo la solución a esta paradoja al considerar que el intercambio de partículas microscópicas idénticas no modifica el estado del sistema y dividir la función de partición por el numero de permutaciones entre partículas, igual a N!, es decir:


Usando la aproximación de Stirling, lnN! ≃ N lnN − N, Gibbs obtuvo:



Donde σs = σ + 1. Puede verse rápidamente que esta expresión satisface SB = 2SA, resolviendo la paradoja de Gibbs. El problema irresoluble de ambas expresiones es el no cumplir la tercera ley, ya que S → −∞ para T → 0. Como veremos más abajo, el límite de bajas temperaturas debe tratarse como un caso cuántico.



Bibliografía


Termodinámica y mecánica estadística (Capitulo 3)


miércoles, 7 de abril de 2010

Proyecto Final

* Vídeo Final*




Equipo:
+ Luis Velazquez
+ Hugo Lira
+ Mayela Rangel
+ Alejandro Ramírez

jueves, 25 de marzo de 2010

domingo, 7 de marzo de 2010

Primer Resumen del 3 Parcial

Las primeras ecuaciones que hemos visto durante este nuevo parcial han sido las correspondientes a las de un gas ideal como son las siguientes:

Ecuaciones del Gas Ideal

+PV=nRT
+PV=NkbT

donde:
R=8.31 J/molK
kb=1.38x10^-23 J/moléculasK

Cuando se toman en cuenta otros factores distintos a los de un gas ideal se puede usar la ecuación de Van der Waals:

(P+an^2/v^2)(V-nb)=nRT

En el diagrama de presión vs volumen (isoterma) se puede apreciar que entre mayor sea la temperatura critica (Tc) mas se aproxima a un gas ideal.

Modelo Molecular del Gas Ideal

Suposiciones:
+ Obedecen las leyes de movimiento de Newton y se mueven aleatoriamente como un todo.
+ Las colisiones elásticas y las paredes del recipiente es lo que interesa.
+ Fuerzas entre moléculas despreciables excepto en colisión.
+ Se le considera a un gas, una sustancia pura.
+ La proporción del numero de moléculas es grande, mientras el tamaño es pequeño.

La fuerza ejercida por las moléculas se puede obtener con las siguientes ecuaciones:

Una molécula: F=mvx^2/d
Varias moléculas: F=(Nm/d)(Vx^2)med

La fuerza total sobre la pared se encuentra de la siguiente manera:
F= N/3 (mv^2/d)

Mientras la presión total sobre la pared es:
P= (2/3) (N/v) (1/2mv^2,med)
|
Ecuación cinética traslacional promedio


Podemos afirmar que la temperatura es una medida directa de la energía cinética molecular promedio y esto se comprueba con la siguiente ecuación:

T= 2/3kb (1/2mv^2,med)


Teorema de la Equipartición de la Energía dice que la energía se divide igual entre todos los grados de libertad y esto es:

(1/2mvx^2,med) = (1/2kbT)


Energía Cinética Traslacional de "n" moles
ktr= 3/2 (nRT)


Energía Cinética Traslacional media de una molécula
(1/2mv^2,med) = 3/2kbT

lunes, 1 de marzo de 2010

Reporte de Laboratorio 2

Equipo
Grabando: Héctor Alejandro Ramírez M. 680998
Pruebas: Ana Mayela Rangel Sanchez 683334

Este reporte de laboratorio se trata de la construccion de un termometro sencillo con una botella de plastico, un popote, agua, entre otras herramientas como se puede ver a continuacion en el video:

Parte 1




Parte 2

viernes, 19 de febrero de 2010

Segundo Resumen del 2 Parcial


Calor


La caloria fue definida como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 g de agua de 14.5 °C a 15.5 °C. La unidad de calor en el sistema ingles es al unidad termica inglesa (Btu).

La capacidad calorifica (c) de una muestra particular de una sustancia se define como la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de esa muestra en un grado centígrado. Entonces el calor especifico de una sustancia esta dado en:

Q=mc(T-To)

Q=calor
m=masa
c= calor especifico (J/kgK)
(T-To)= cambio de temperatura


+ Calorimetría y cambios de fase

La calorimetría significa medicion del calor.

Formulas:

EQ (suma de cada calor) = 0
Es decir, que Q1 + Q2 + Q3 + ....... = 0

Mientras que la energía térmica para cambiar de fase una masa m de una sustancia es:

Q=mL

L= calor latente (calor oculto) --> J/kg
Lf= calor latente de fusión
Lv= calor latente de evaporización

lunes, 15 de febrero de 2010

Termómetros de gas y la escala Kelvin


El principio de un termometro de gas muestra que la presion de un gas a volumen constante aumenta con la temperatura, es decir, una cantidad de gas se coloca en un recipiente de volumen constante y se mide su presion.

Hay una temperatura extrapolada e hipotetica a -273.15 C, en la que la presión absoluta del gas sería cero. Esta temperatura se usa como base para una escala de temperatura, con su cero en esta temperatura: la escala Kelvin, asi llamada por el fisico inglés Lord Kelvin.

Tk = Tc + 273.15

+La escala Kelvin y temperatura absoluta

La escala Celsius tiene dos puntos fijos, los de congelacion y ebullicion del agua, pero para la escala de Kelvin usando el termometro de gas solo se necesita una temperatura de referencia, entonces esto nos da que:

T2/T1 = p2/p1

La temperatura de referencia es el punto triple del agua, que es una combinacion unica de temperatura y presion en la que pueden coexistir agua solida, liquida y gaseosa. Esto ocurre a 273.16 K, entonces la ecuacion para encontrar T queda asi:

T= (273.16 K) * p/p triple

La escala Kelvin se denomina escala de temperatura absoluta y su cero se llama cero absoluto, porque un sistema de moleculas tiene su energia total mínima posible.

Primer Resumen del 2 Parcial


***Temperatura y Calor***


El concepto de temperatura lo percibimos en terminos de la medición, mientras el calor se refiere a la trasnferencia de energía.


+ Termodinámica

La termodinámica es el estudio del comportamiento de la energia calorifica y las formas en que la energia se trasnforma en calor.

La ley cero de la termodinámica establce la diferencia entre contacto térmico y equilibrio térmico, donde se dice que dos objetos estan en contacto térmico si pueden intercambiarse entre ellos calor mientras que cuando dos objetos dejan de tener cualquier intercambio se le llama equilibrio térmico. Por cierto, la energia intercambiada gracias a una diferencia de energia recibe el nombre de calor.


+ Expasión Termica

Los cambios de temperatura afectan de forma significativa a las propiedades de los materiales, como lo demuestran las siguientes formulas:

Para expansion lineal: L-Lo=(alfa)*Lo*(T-To)
Para expansión volumetrica: (V-Vo)=B*Vo*(T-To)

viernes, 29 de enero de 2010

Resumen de la Tercera Semana (3)

A continuación se describe los diferentes temas vistos en esta semana previa al examen del primer parcial:

++ Flujo de fluidos ++

Un fluido ideal es aquel que es incomprensible, es decir, que su densidad no cambia y ademas que no existe friccion interna (viscosidad) en el fluido.

El camino que realiza una particula individual en un fluido en movimiento se le llama linea de flujo. Si el patron global de flujo no cambia con el tiempo tenemos un flujo estable.

Existen dos tipos de fluidos:

**Laminar: En este tipo, el flujo es uniforme, se desliza suavemente entre sus capas vecinas y el flujo es incomprensible.

**Turbulento: Este tipo de fluido tiene una cierta velocidad "fuerte", se caracteriza por circulos erraticos pequeños como remolinos y por lo tanto, los flujos de corriente no siguen una misma trayectoria.

La ecuacion de continuidad esta dada como: A1v1= A2v2

El producto Av es la razon de flujo de volumen, la rapidez con la que el volumen ruza una sección de un tubo o alguna superficie.

La razon de flujo de volumen es igual a: dV/dt = Av

La razon de flujo de masa es igual a: dm/dt = (densidad)*dV/dt

Mientras tanto, la ecuacion de Bernoulli nos dice que la presión depende de la altura y de la rapidez del fluido y con esto su principio (ecuación) queda de la siguiente manera:

P1 + (densidad)*g*y1 + 1/2*(densidad)v1^2 = P2 + (densidad)*g*y2 + 1/2*(densidad)v2^2

El perro y su historia......

Era un dia como cualquier otro, yo estaba en mi jaula de vidrio viendo como las personas de la tienda abrían el local y ponían todo en su lugar para estar listos para las multitudes de niños y personas que venían a visitarme a diario. Hoy por la mañana me pusieron a un nuevo compañero, aunque esta vez no deseaba jugar con el, como un labrador como yo se podía llevar con un chihuahueño, que aparte de gorroso, es mas vanidoso que una rosa. Yo por supuesto ni me le quería acercar, pero ya después de que estuve aburrido comencé la platica y empezamos a jugar como si fuéramos hermanos. Me conto que el ya había estado en una tienda parecida y que no toda la vida estaríamos aquí, que un día nos llevarían a un mejor lugar, a mi me sonó algo alocado pero sin reírme, respete su pensamiento; porque como podría existir otro ambiente que no sea este. Desde que tengo memoria he estado conviviendo con diferentes animales en estas paredes de vidrio y por lo tanto, no creo que haya algo diferente a esto. Pero en fin, la tarde parecía ya acabar cuando de repente sentí la mirada de un niño inquieto y así fue, era un niño pelirrojo viéndome a través del vidrio, sinceramente a mi me parecía que ni pestañaba. El se quedo ahí por espacio de una hora, no dejaba de verme, me apuntaba y le decía algo a una persona al lado de el, tal vez era su mama o algo parecido. Fue entonces cuando sentí que dos manos me jalaron por la parte de atrás y me pusieron dentro de una jaula, yo no podía ver casi nada, solo lo que apenas alcanzaba a ver por las ranuras. De pronto, ya estaba afuera de la tienda y mi sorpresa fue increíble, por fin pude ver mas haya y al parecer, era como una tienda muchísimo mas grande que la anterior donde convivían muchas personas, mas de las que podía imaginar. Luego me subieron a un aparato extraño con dos ruedas que podía moverse a un gran velocidad y para mi todo era mas que maravilloso, jamás habías visto tantas cosas nuevas, tantas personas, tantas tiendas y casas, tantos arboles y un paisaje azul como nunca podría haber imaginado. De improvisto, nos paramos bruscamente frente a una casa gigantesca, se abrió la puerta y me llevaron a la parte trasera donde había un bonito patio con zacate y fue ahí donde me soltaron. Entonces pude ver que el que me llevaba en esa jaula era ese niño de la tienda, al parecer era cierto la historia del chihuahueño y el niño me había elegido para vivir con el en un mejor lugar y saben que, me encanta. Ahora empecé a correr como loco, a respirar el aire fresco y puro, a sentir las caricias de mi amo (niño), a poder sentir que se siente ser parte de una familia y de un hogar y por muy descabellado que se escuche creo que hoy ha sido el mejor día que un perro pueda tener.

lunes, 25 de enero de 2010

Resumen de la Segunda Semana (2)

En este segunda semana de clases pudimos aprender y conocer un poco mas de los siguientes temas:

[[Flotacion]]

El Principio de Arquimides dice que cualquier cuerpo sumergido completa o pacialmente en un fluido es empujado hacia arriba por una fuerza igual al fluido desplazado por el cuerpo.

Entonces con esto deducimos que la magnitud de la fuerza de flotacion es igual al peso del fluido desplazado por el objeto.

B --> Fuerza de flotacion
Fuerza inferior - Fuerza superior = B = W

Y tambien se puede encontrar con la siguiente ecuacion:
B= (densidad del fluido)*(Volumen sumergido)*(gravedad)

Al W' se le conoce como el peso efectivo en el agua o peso aparente y es el que marca el dinamometro cuando el objeto esta debajo del agua.

Entonces se dice que un objeto flota si su densidad es menor que la del fluido.

sábado, 23 de enero de 2010

--Principio de Arquimides y su demostración--

Aqui les dejo el link de un video sobre como representar el principio fundamental de arquimides, espero que les sea util para poder entender un poco mejor este tema de la
clase de fisica 2.

+++Principio de Arquimides con vasitos de yoghurt++
http://www.youtube.com/watch?v=DhIvqcOtwm4

Hasta la proxima :D
Saludos.

viernes, 22 de enero de 2010

Actividad 1

En una sala de espera de un dentista se pueden realizar diferentes actividades, entre
las cuales destacan las siguientes:

+Alguna mujer se puede maquillar y arreglarse para un compromiso que tenga despues
de la cita con el dentista...
+Llamar con tu novia...
+Llamar para ponerte de acuerdo con tus amigos sobre alguna evento..
+Morderte las uñas...
+Mirar a otros y ver que hacen para desperdiciar su tiempo jaja..
+Peinarte...
+Cortarte las uñas..
+Ver el techo..
+Contar los cuadros del piso y divertirte con ello jaja..
+Jugar playportable..
+Escuchar algun mp3 o radio..
+Leer una revista...
+Ver la tele de la sala de espera..
+Ver alguna pelicula en tu iphone..
+Vender dulces, aguas y demas alimentos...
+Checar el estado del tiempo en internet con tu laptop..
+Hacer un pago o una transferencia bancaria atraves de tu celular o tu laptop
+Aventar bolitas de papel a los demas clientes..
+Chismear con la persona de a lado..
+Jugar domino con tu amigo..
+Hacer apuestas con una moneda sobre algun reto a realizar antes de la cita
+Masticar un chicle..
+Tomar cafe y una dona del seven..
+Recargar tu celular..
+Practicar dominadas de futbol..
+Reirse de la nada para que las personas de tu alrededor te miren..
+Dormir..
+Limpiar tus lentes..
+Hacer una actividad de un blog de fisica
+Inventar un nombre para tu sobrino o hijo que esta apunto de nacer..
+Rayar una silla o un sillon..
+Oir por la radio algun partido de futbol..
+Construir aviones de papel..

Entre otras cosas....

lunes, 18 de enero de 2010

Resumen de la Primera Semana

++Mecánica de Fluidos++

Un fluido es una sustancia que se puede escurrir fácilmente y puede cambiar de forma debido a la acción de fuerzas. Y se incluyen tanto a líquidos como gases.

La estática de fluidos es el estudio de los fluidos en reposo, es decir, en condiciones de equilibrio y por lo tanto, la dinámica de fluidos se relaciona con el movimiento de los fluidos. Estos términos se relacionan con la primera y segunda ley de newton.

La viscosidad de un fluido es la fricción que presentan y que complica el movimiento. Este aspecto de los fluidos cambia según la temperatura.

El principio de Bernoulli determina relaciones entre la presión, la densidad y la velocidad en cada punto en un fluido.

La densidad (kg/m^3) se define como: p= m/v

La presión (N/m^2 o Pa) es la fuerza por unidad de área y la fuerza actúa de manera perpendicular al área y se define como: P= F/A

Mientras tanto la presión atmosférica varía con el clima y la altura y se denota de la siguiente forma:

Po= 1 atm= 1.013x10^5 Pa



++Ley de Pascal++


La presión aplicada a un fluido encerrado se trasmite sin disminución a todas las partes del fluido y a las paredes del recipiente.

*P= F1/A1 = F2/A2

Entre mayor relación entre las áreas de los pistones, más fuerza es ejercida en el pistón mayor.

Algunas herramientas para poder medir la presión son el manómetro y el barómetro de mercurio.

Términos de Presión:
P.- Presión Absoluta
Po.- Presión Atmosférica
P - Po.- Presión Manométrica

miércoles, 13 de enero de 2010

El Inicio --- Fisica II

En este curso se podran observar y estudiar diferentes temas relacionados con la fisica, los cuales se mencionan a continuación:

Primer Parcial
-Primera Ley de Newton
-Principio de Arquimides
-Estatica y Dinamica de Fluidos

Segundo Parcial
-Temas relacionados con la temperatura de los cuerpos
-Dilatacion Térmica

Tercer Parcial
-Teoría cinética y leyes de gases
-Primera Ley de la Termodinamica

Cuarto Parcial
-Segunda Ley de la Termodinámica

Ademas, algunos temas se reforzaran con las practicas de laboratorio, el proyecto final y
demas ejercicios que se realizaran durante el mismo curso.