Variables Termodinámicas 37575p

VARIABLES TERMODINÁMICAS Las variables termodinámicas o variables de estado son las magnitudes que se emplean para describir el estado de un sistema termodinámico. Dependiendo de la naturaleza del sistema termodinámico objeto de estudio, pueden elegirse distintos conjuntos de variables termodinámicas para describirlo. En el caso de un gas, estas variables son: 

Masa (m ó n): es la cantidad de sustancia que tiene el sistema. En el Sistema Internacional se expresa respectivamente en kilogramos (kg) o en número de moles (mol).



Volumen (V): es el espacio tridimensional que ocupa el sistema. En el Sistema Internacional se expresa en metros cúbicos (m 3). Si bien el litro (l) no es una unidad del Sistema Internacional, es ampliamente utilizada. Su conversión a metros cúbicos es: 1 l = 10-3 m3.



Presión (p): Es la fuerza por unidad de área aplicada sobre un cuerpo en la dirección perpendicular a su superficie. En el Sistema Internacional se expresa en pascales (Pa). La atmósfera es una unidad de presión comúnmente utilizada. Su conversión a pascales es: 1 atm ≅ 105 Pa.



Temperatura (T ó t): A nivel microscópico la temperatura de un sistema está relacionada con la energía cinética que tienen las moléculas que lo constituyen. Macroscópicamente, la temperatura es una magnitud que determina el sentido en que se produce el flujo de calor cuando dos cuerpos se ponen en o. En el Sistema Internacional se mide en kelvin (K), aunque la escala Celsius se emplea con frecuencia. La conversión entre las dos escalas es: T (K) = t (ºC) + 273.

En la siguiente figura se ha representado un gas encerrado en un recipiente y las variables termodinámicas que describen su estado. Cuando un sistema se encuentra en equilibrio, las variables termodinámicas están relacionadas mediante una ecuación denominada ecuación de estado.

FACTORES DE CONVERSIÓN ACELERACION

UNIDAD SI m/s2

1 cm/s2

1,000 000 10-2

1 pie/s2

3,048 000 10-1

ANGULO

UNIDAD SI rad

1 grad

1,570 796 10-2

1 grado (º)

1,745 329 10-2

1 minuto (')

2,908 882 10-4

1 segundo ('')

4,848 137 10-6

1 revolución (r) (360º , 324 grad)

6,283 185

CAPACIDAD CALORIFICA

UNIDAD SI J/kg K

1 cal/g ºC

4,184 000 103

1 BTU/lb ºF

4,186 800 103

CAUDAL VOLUMETRICO

UNIDAD SI m3/s

1 pie3/min

4,719 474 10-4

1 galón/min (gpm)

6,309 020 10-5

1 barril/día (bbd)

1,840 131 10-6

COEFICIENTE TRANSF. CALOR

UNIDAD SI W/m2 K

1 kcal/hr m2 ºC

1,162 222

1 BTU/hr pie2 ºF

5,678 264

CONDUCTIVIDAD TERMICA

UNIDAD SI W/m K

1 kcal/hr m ºC

1,162 222

1 BTU/hr pie ºF

1,730 735

DENSIDAD

UNIDAD SI kg/m3

1 g/cm3

1 000,000

1 g/l

1,000 000

1 lb/pie3

1,601 846 101

1 lb/galón

1,198 264 102

DIFERENCIA DE TEMPERATURA UNIDAD SI K 1 ºC

1,000 000

1 ºF

5,555 555 10-1

1 ºR

5,555 555 10-1

ENERGIA, TRABAJO, CALOR

UNIDAD SI J

1 BTU (internacional)

1,055 056 103

1 caloría (internacional)

4,186 8

1 caloría (termoquímica)

4,184 000

1 erg

1,000 000 10-7

1 eV (electrón volt)

1,602 177 10-19

1 hp hr

2,684 520 106

1 kW hr

3,600 000 106

1 l atm (litro atmósfera)

1,013 25 102

1 pie lbf 1 pie3 lbf/pulgada2 (pie3 psi)

ENERGIA ESPECIFICA

1,355 818 1,952 4 102

UNIDAD SI J/kg

1 cal/g

4,184 000 103

1 BTU/lb

2,326 000 103

FLUJO DE ENERGIA

UNIDAD SI W/m2

1 cal/s cm2

4,184 000 104

1 BTU/hr pie2

3,154 591

FLUJO DE MASA

UNIDAD SI kg/sm2

1 lb/hr pie2

1,356 23 10-3

FUERZA

UNIDAD SI N

1 dina

1,000 000 10-5

1 kgf (kilogramo-fuerza)

9,806 650

1 lbf (libra-fuerza)

4,448 222

1 poundal

1,382 550 10-1

LONGITUD

UNIDAD SI m

1

Å (ångström)

1,000 000 10-10

1 año-luz

9,460 730 1015

1 braza (fathom)

1,828 800

1 furlong

2,011 680 102

1 micrón

1,000 000 10-6

1 mil

2,540 000 10-5

1 milla

1,609 344 103

1 pie

3,048 000 10-1

1 pulgada

2,540 000 10-2

1 unidad astronómica (UA)

1,495 979 1011

1 yarda

9,144 000 10-1

MASA

UNIDAD SI kg

1 gramo (g)

1,000 000 10-3

1 grano (grain)

6,479 891 10-5

1 libra (lb)

4,535 924 10-1

1 onza (oz)

2,834 952 10-2

1 slug

1,459 390 101

1 tonelada (métrica)

1,000 000 103

1 tonelada corta (2000 lb)

9,071 847 102

1 tonelada larga (2240 lb)

1,016 047 103

1 unidad de masa atómica (uma)

1,660 540 10-27

POTENCIA

UNIDAD SI W

1 BTU/hr

2,930 711 10-1

1 hp

7,456 999 102

1 kcal/hr

1,162 222

1 pie-lbf/s

1,355818

1 tonelada (refrigeración)

3,516 853

PRESION

UNIDAD SI Pa

1 atmósfera (atm) = 760 torr

1,013 250 105

1 bar

1,000 000 105

1 cmH2O (4 ºC)

9,806 380 101

1 dina/cm2

1,000 000 10-1

1 kgf/cm2

9,806 650

1 lbf/pulg2 (psi)

6,894 757 103

1 mmHg (0 ºC) = 1 torr

1,333 224 102

1 pulg.H2O (60 ºF)

2,488 430 102

1 pulg.Hg (32 ºF)

3,386 380 103

SUPERFICIE

UNIDAD SI m2

1 acre

4,046 856 103

1 cm2

1,000 000 10-4

1 hectárea (ha)

1,000 000 104

1 km2

1,000 000 106

1 milla2

2,589 988 106

1 mm2

1,000 000 10-6

1 pie2

9,290 304 10-2

1 pulg2

6,451 600 10-4

TEMPERATURA

UNIDAD SI K

T ºC

(T ºC) + 273,15

T ºF

(T ºF + 459,67)  0,555 555

T ºR

(T ºR) 0,555 555

TENSION SUPERFICIAL

UNIDAD SI N/m

1 dina/cm

1,000 000 10-3

VELOCIDAD

UNIDAD SI m/s

1 km/hr

2,777 778 10-1

1 milla/hr

4,470 400 10-1

1 nudo

5,144 444 10-1

1 pie/min

5,080 000 10-3

VOLUMEN

UNIDAD SI m3

1 barril

1,589 873 10-1

1 bushel (EEUU) (bu)

3,523 907 10-2

1 cm3

1,000 000 10-6

1 galón (EEUU)

3,785 412 10-3

1 galón (Imperial)

4,546 090 10-3

1 litro (l)

1,000 000 10-3

1 onza (fluida, EEUU) (fl.oz)

2,957 353 10-5

1 pie3

2,831 685 10-2

1 pinta (EEUU)

4,731 765 10-4

1 pulg3

1,638 706 10-5

1 quart (EEUU, líquido) (qt)

9,463 529 10-4

VOLUMEN ESPECIFICO

UNIDAD SI m3/kg

1 cm3/g

1,000 000 10-3

1 l/g

1,000 000

1 pie /lb 3

6,242 796 10-2