Formulario de Física II

Formulario de Física II

Conversiones de Temperatura

De ºC a ºF ºF = 32 + 1.8(ºC)

De ºF a ºC ºC = ºF - 32

1.8

De ºC a ºK ºK = ºC + 273

De ºK a ºC ºC = ºK – 273

Dilatación lineal:

L_f=L_(0 ) [1+∝(T_f-T_0 )]

L_f Longitud final

L_(0 ) Longitud inicial

∝ Coeficiente de dilatación lineal 1/ºC

T_f Temperatura final ºC

T_0 Temperatura inicial ºC

∆L= L_f- L_0

∆L Increnmento en la longitud

Dilatación Superficial:

S_f=S_(0 ) [1+β(T_f-T_0 )]

S_f Superficie final

S_(0 ) Superficie inicial

β=2∝ Coeficiente de dilatación superficial 1/ºC

T_f Temperatura final ºC

T_0 Temperatura inicial ºC

∆S= S_f- S_0

∆S Increnmento en la superficie Dilatación Volumétrica:

V_f=V_(0 ) [1+γ(T_f-T_0 )]

V_f Volumen final

V_(0 ) Volumen inicial

γ=3∝ Coeficiente de dilatación volumétrica 1/ºC

T_f Temperatura final ºC

T_0 Temperatura inicial ºC

∆V= V_f- V_0

∆V Increnmento en el volumen

Coeficientes de dilatación lineal de algunos materiales:

Material ∝ (1/ºC)

Aluminio 24×〖10〗^(-6)

Latón 18×〖10〗^(-6)

Cobre 16.6×〖10〗^(-6)

Bronce 18×〖10〗^(-6)

Hierro 11.7×〖10〗^(-6)

Plata 18.3×〖10〗^(-6)

Plomo 27.3×〖10〗^(-6)

Vidrio 7.3×〖10〗^(-6)

Unidades de calor:

1 Juoule (J) = 0.24 calorías (cal)

1 BTU = 252 cal

1 Kilocaloría (Kcal) = 1000 cal

Calor específico

Q=Cem(T_f-T_0 )

Q es la cantidad de calor en cal

Ce es el calor específico de la sustancia en cal

gºC

m es la masa en gramos g

T_f Temperatura final ºC

T_0 Temperatura inicial ºC

Calor latente de fusión

Q=mL_f

Q es la cantidad de calor en cal

m es la masa en gramos g

L_f es el calor latente de fusión en cal

g Calor latente de vaporización

Q=mL_V

Q es la cantidad de calor en cal

m es la masa en gramos g

L_f es el calor latente de vaporización en cal

g

Calor específico Calor de fusión y calor de vaporización de algunas sustancias

Sustancia Ce en cal

gºC Sustancia Punto de fusión ºC Calor latente de fusión en cal/g Punto de ebullición ºC Calor latente de vaporización en cal/g

Agua 1 Alcohol etílico -117.3 24.9 78.5 204

Hielo 0.5 Amoniaco -75 108.1 -33.3 327

Vapor 0.48 Cobre 1080 32 2870 1130

Hierro 0.115 Helio -269.6 1.25 -268.9 5

Cobre 0.093 Plomo 327.3 5.86 1620 208

Aluminio 0.22 Mercurio -39 2.8 358 71

Plata 0.056 Oxígeno -218.8 3.3 -183 51

Vidrio 0.20 Plata 960.8 21 2193 558

Mercurio 0.033 Agua 0 80 100 540

Plomo 0.031 Zinc 420 24 918 475

Latón 0.094 Oro 1063 16 2500

Oro 0.03

Zinc 0.093

Transferencia de calor

Conducción

Q=KA(t_2-t_1 )T/L

Q es la cantidad de calor que fluye a través del objeto en Kcal

K conductividad térmica del material en Kcal

m.s.ºC

A es el área de sección transversal en m2

t_2 Temperatura del extremo caliente ºC

t_1 Temperatura del extremo frío ºC

T Tiempo de duración del flujo calorífico en segundos (s)

L Longitud o espesor en m.

Sustancia

Conductividad térmica

Kcal/(m.s.°C)

Aluminio 5 x 10-2

Latón 2.6 x 10-2

Cobre 9.2 x 10-2

Plata 9.7 x 10-2

Acero 1.2 x 10-2

Ladrillo 1.7 x 10-4

Concreto 1.9 x 10-4

Corcho 1 x 10-5

Cartón de yeso 3.8 x 10-5

Fibra de vidrio 1 x 10-5

Vidrio 1.9 x 10-4

Poliuretano 5.7 x 10-6

Forro de madera 1.3 x 10-5

Aire 5.7 x 10-6

Agua 1.4 x 10-4

Conversión de unidades:

1 m = 100 cm.

1 min = 60 seg.

1 Hr. = 3600 seg.

1 cm2 = 1 x 10-4 m2

Convección

Q=hA∆tT

Q es la cantidad de calor transferido en Kcal

h coeficiente de convección en Kcal

m2.s.ºC

A es el área en m2

∆t diferencia de temperaturas entre la pared y el fluido ∆t= t_2- t_1

t_2 Temperatura de la pared ºC

t_1 Temperatura del fluido ºC

T Tiempo de duración de la transferencia en segundos (s) Coeficientes de convección para ciertas gometrias

Geometría h en Kcal/(m^2∙s∙℃)

Placa vertical

(4.24×〖10〗^(-4) ) √(4&∆t)

Placa horizontal

La cara hacia arriba

(5.95×〖10〗^(-4) ) √(4&∆t)

La cara hacia abajo

(3.14×〖10〗^(-4) ) √(4&∆t)

Radiación

P=AeσT^4

R=P/A=eσT^4

P es la potencia de radiación en Watts

A es el área en m2

e emisividad de la superficie

σ constante de Stefan: 5.67×〖10〗^(-8) W/(m^2 〖∘K〗^4 )

T temperatura en °K

R es la energía radiante por unidad de tiempo y por unidad de área en W/m^2

Emitancias típicas de superficies a 100°C

Superficie e

Cuerpo negro 1

Negro de humo 0.97

Papel de asbesto 0.93

Pintura gris mate 0.91

Pintura

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