Unidades Derivadas Eduardo Felipe Peralta Rodriguez Metrologia Instituto IACC 22 de Diciembre 2016
Desarrollo 1.- A partir de una investigación minuciosa sobre procesos productivos, determine y fundamente en qué procesos productivos puede estar presente la determinación de los siguientes números adimensionales (escoja un proceso independiente para cada uno de los números): a.- Numero de Arquímede (Ar): Podemos decir, que el numero de Arquimides es utilizado en las transferencias de movimiento, esprcificamente en flotacion, esto se debe a las diferencias de densidad que existen. Recibe el nombre en honor al físico griego Arquímedes, el que descubrió dicha forma de hallar su valor investigando el movimiento de fluidos en función de sus diferencias de densidad. Se dice que en el siglo III a.C., el rey Herón II ordenó que se le fabricara una corona hecha solo de oro puro. Una vez terminada y entregada al Rey, este dudo de que fuera solo de oro, por lo que le pide a Arquimides que verificara si aquella corona fue fabricada solo con oro. Un dia, Arquimides sin conocimientos previos, tomando un baño de tina, se percato que a medida que se iba sumergiendo, el agua subia, con esto comenzo a relacionar ciertos concetpos: al sumergirse desplazaba una cantidad de agua equivalente a su volumen, concluyendo que si sumergía la corona en agua, podria determinar su volumen.
Concluyo que si la densidad era menor que la del oro, la corona estaba adulterada. Tomó una pieza de plata y una de oro del mismo peso que la corona, los sumergió en una vasija de agua hasta el tope y midió la cantidad de agua derramada. Así determinó de forma exacta la cantidad de plata y oro que tenía la corona, y demostrando que la corona estaba adulterada. Es un número adimensional, que se obtiene de la siguiente formula:
donde:
Fisica/Quimica: la densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.
b.- Numero de Biot (Bi): Se considera que el número de Biot posee muchas aplicaciones, una de ellas es el uso en cálculos de transferencia de calor en disipadores por aletas, usado para realizar cálculos de transmisión de calor, considerado tambien como un número adimensional. Este número debe su nombre al físico francés Jean Baptiste Biot, quién encontró la relación de transferencia de calor por conducción en un cuerpo, así como también la transferencia de calor por convección en la superficie de este mencionado cuerpo.
Dónde: - h: coeficiente de transferencia de calor en la superficie en W/m2K, conocido como coeficiente de película. - L: longitud característica en m, definida generalmente como el volumen del cuerpo dividido por su superficie externa total. - k: conductividad térmica del material del cuerpo W/mK. Física: proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura, el flujo de calor desde una esfera caliente que se encuentra sumergida al fluido que la rodea, experimentando dos resistencias: 1.- por conducción dentro del metal.2.- por convección desde la esfera al fluido. El calor puede transferirse de tres formas: 1.- Conducción: transferencia de calor a traves de un objeto solido. 2.- Conveccion: transferencia de calor por el intercambio de moleculas frias y calientes. 3.- Radiación: transferencia de calor por radiación electromagnética. Ejemplos: - El calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción. - El agua en una tetera sobre un quemador de gas por convección. - La Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.
2.- Para las siguientes mediciones realizadas en una empresa productiva, determine el nombre de la unidad (asociándolo a su símbolo correspondiente) o la magnitud según corresponda, de acuerdo a sus múltiplos o submúltiplos. Además, especifique a qué unidad derivada corresponde: 0,0015 Zm: 0,0015 zepptametro. Unidad de longitud del Sistema Internacional de Unidades. Equivalente a 1,5 Em exametro = 10 18 igual a 1 000 000 000 000 000 000 000 metros y es el duodécimo primero múltiplo de él. 1 Zm = 1 000 000 000 000 000 000 000 m = 1021 m y es un múltiplo del metro
84*10-18 g es 84* 10-18 gramos es la unidad principal de masa del Sistema Cegesimal de Unidades, y la unidad de masa del Sistema Métrico Decimal.3 Originalmente fue definida como la masa de un centímetro cúbico de agua a 3,98 °C, y actualmente se define como la milésima parte del kilogramo, la unidad básica de masa del Sistema Internacional de Unidades. Equivalente a 84 Ag que es el attogramo que equivale a 10 -18 gramos. 2,4*103 N es newton es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades, nombrada así en reconocimiento a Isaac Newton por sus aportaciones a la física, especialmente a la mecánica clásica. Es una unidad derivada del Sistema Internacional que se compone de las unidades básicas:
Equivalente a 2,4 KN que seria 2,4 Kilo newton. 98*10-9 nm2: Un metro cuadrado, representado con el símbolo m², es el área dentro en un cuadrado cuyos lados miden un metro. Es la unidad básica de superficie en el Sistema Internacional de Unidades. Si a esta unidad se antepone un prefijo del Sistema Internacional se crea un múltiplo o submúltiplo de ésta. Sin embargo, al presentarse al cuadrado, la diferencia de la orden de magnitud se eleva si se compara con las unidades lineales de igual prefijo. Por ejemplo, un kilómetro es mil veces la longitud de un metro, pero un kilómetro cuadrado es un millón de veces el área de un metro cuadrado En este caso equivaldría 98nm2 seria 98 nanómetro cuadrado que seria 98 10 -9 m. 56000 µV es la unidad derivada del Sistema Internacional para el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz y la tensión eléctrica. Recibe su nombre en honor a Alessandro Volta, quien en 1800 inventó la pila voltaica, la primera batería química. Equivaldría 56000 micro voltio que seria 56000*10-6 V.
41,5*10-15 Ω Ohmio es la unidad derivada de resistencia eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades. Su nombre se deriva del apellido del físico alemán Georg Simón Ohm (1789-1854), autor de la Ley de Ohm. 41,5 fΩ (femtoohmio) que equivaldria a 10-15 Ω
Bibliografía - Contenido entregado durante la tercera semana metrologia IACC diciembre 2016.-
