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viernes, 5 de agosto de 2016

Ley General de Gases M12 S3

Ahora Puedes Descargar el ejemplo de actividad en formato .Doc

Recurso Modulo 12 Calculadora Cientifica


Nota:  Blogger no muestra todos los símbolos matemáticos, Pero puedes consultar el documento en el link, estas la  actividad completa


1. Lee el siguiente problema
La parte interior de un neumático de automóvil está bajo una presión manométrica de 28 Pa a 7°C y un volumen de 10 litros de aire. Después de varias horas, la temperatura del aire interior sube a 320 K y su volumen aumenta un 10%.
Para resolver este problema utiliza la Ley general de los gases. Recuerda que el planteamiento algebraico es:
Al aplicar las leyes de los gases, las unidades de las variables Presión y Volumen, pueden ser las que sean, siempre y cuando sean congruentes, las unidades de la Temperatura siempre deben ser Kélvines.
2. Calcula la temperatura final en °C y el volumen final en litros. Integra en tu documento el procedimiento para la resolución del problema.

Desarrollo:
P1 = 28 Pa
V1= 10 litros
T1 = 7 °C+ 273 = 280 °K
V2= 10 litros mas 10% = 10*10 = 100/100 = 1+10 = 11 litros
T2 = 320 °K
P2 = X

Formula

Despejamos  y sustituimos para encontrar el valor de P2
P2 = (P1 * V1 * T2) / (T1 * V2)

10<¿(320°k)
¿
11<¿(280°k)¿
(28 Pa)¿
P2=¿
P2 (
P2 = 89.600 / 3080
P2 = 29.09 Pa
Para resolver la actividad recuerda:
a. Primero se debe convertir la temperatura de °C a °K.
 T2 = 47°C
320 – 273 = 47   

b. Luego, se busca la P2, entonces al despejar y sustituir valores se obtiene el resultado.

10*10 = 100
100/100 = 1
10 + 1 = 11

V2 = 11 LITROS

3. Responde lo siguiente: ¿Cuál es la nueva presión manométrica?


P2 = 29.09 Pa

4. Explica ¿A qué se refiere la ley general de los gases?
Los gases obedeces a tres leyes “ Boyle, Gay Lussac y Charles.
Las cuales describes propiedades de los mismos tales como Volumen, presión y temperatura
5. Sube tu archivo a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M12S3_ Leygeneraldegases

Una Ley de los Gases M12 S3

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Recurso Modulo 12 Calculadora Cientifica


Nota:  Blogger no muestra todos los símbolos matemáticos, Pero puedes consultar el documento en el link, estas la  actividad completa

¿Qué hacer?
1. Lee el siguiente problema.
¿Por qué los alimentos se cuecen más rápido en una olla de presión?
En una olla normal con tapa, los alimentos reciben la presión atmosférica (1 atm), y se logra una temperatura máxima de ebullición del agua, 100°C.
En una olla de presión, la presión que reciben los alimentos es mayor a la atmosférica (1 atm), a esta se agrega la presión por la acumulación de vapor de agua y el aumento en la temperatura de ebullición de 120°C. En un corto tiempo la presión total equivale a dos atmósferas (2 atm) y se mantiene constante debido a la válvula de seguridad que regula la salida de vapor cuando la presión sobrepasa cierto valor. Es por esto que se logra un cocimiento más rápido y por tanto un ahorro de energía.
La gráfica que relaciona la presión y la temperatura de una olla a presión no siempre es una recta, pero en la zona en que funciona normalmente podemos considerar que si lo es.
Al colocar un manómetro en una olla a presión se obtuvieron los siguientes datos:
El manómetro es un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados.
Temperatura (oC)
Presión (Pa)
20
100,000
120
200,000


2. Convierte T (°C) a °K
Para convertir los grados Celsius a grados Kelvin sabemos que a la temperatura se le debe agregar 273.15  °K que seria la equivalente a 0  °C
Temperatura (oC)
Temperatura (oK)
20 +273.15
293
120 + 273.15
393


3. Calcula la Presión (Pa) en función de la temperatura en °K
Temperatura (oK)
Presión (Pa)

P1 = (134,112 ) ( 293) / 393
P1= 99,986.80
P2=  (100,00 ) ( 393) / 293
P2= 134,129.69

293
99,986.80
393
134,129.69

4. Grafica los datos de la tabla del inciso 3.
5. El funcionamiento de olla de presión es proporcional entre estos valores de presión y temperatura, como el volumen de la olla no cambia, ¿qué ley se puede aplicar para entender su comportamiento? Explica brevemente tu respuesta.
La ley que se aplico fue la ley de Gay Lussac, la cual explica las leyes de los gases ideales, ya que relaciona el volumen y temperatura de ciertas cantidades de gas ideal, manteniendo una presión constante, mediante una constante directa. La presión aumenta debido a que el recipiente es de paredes solidas (fijas) y su volumen no puede cambiar
6. Organiza la información y resultados en un archivo, recuerda incorporar el problema, los resultados de las tablas (incisos 2 y 3) con su procedimiento y solución; la gráfica con los resultados obtenidos, así como la pregunta y respuesta del punto 5.
7. Sube tu archivo a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M12S3_ Unaleydelosgases

Leyes Electricas M12 S2

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Recurso Modulo 12 Calculadora Cientifica


Nota:  Blogger no muestra todos los símbolos matemáticos, Pero puedes consultar el documento en el link, estas la  actividad completa


¿Qué hacer?
1. Lee el siguiente problema.
Supongamos que tienes un calentador eléctrico en tu casa con capacidad de 45 litros de agua, que funciona con una corriente de 10 A para 120 V. El calentador puede calentar el agua desde 15°C a 50°C en 30 minutos. Supongamos que tu familia está compuesta por 4 personas y usan aproximadamente 135 litros de agua caliente para bañarse diariamente, con un costo de $10 por kilowatt-hora.
A partir de esta información realiza lo que se solicita:
2. Primero, calcula la potencia eléctrica del calentador; para esto deberás usar la ley de watt, cuya fórmula es:
P=VI
Datos   10A     120V
Para caber la potencia del calentador es necesario tener los datos anterioes para multiplicar el voltaje por los amperes para obtener los watts.
Seria:
P = 120 * 10
P= 1200 w.
2.1 Sustituye los valores, realiza la operación y anota el resultado en Watts y kWatts.
Tomando en cuenta que un Kilowatt es igual a 1000 W, entonces 1200 W es igual a 1.2kw
1 kW= 1000 W
1200W / 1000kW = 1.2 kW
1200W = 1.2kW
3. Calcula la energía que gasta tu calentador en media hora (escribe el resultado en kW∙h), es decir: E= P ∙ t
Considera que la potencia es la energía utilizada por unidad de tiempo, es decir P=E/t; donde si la potencia se mide en kW y el tiempo en horas, entonces la energía se medirá en kW∙H.
Utilizando el resultado anterior de kW,  y representando la media hora, obteniendo la mitad de uno como numemero entero, dando como resultado 0.5h que es el utilizado.
E = P * T =
1200W * 0.50 h 600 Watts hora
1.2kW * 0.5h = 0.6 kW - h
3.1 Sustituye los valores de la fórmula, realiza la operación y anota el resultado en kw-h
4. Con el resultado anterior, calcula el costo que paga tu familia diariamente por bañarse, considerando que gastan 135 litros de agua.
4.1 Primero calcula el costo de usar la cantidad de agua que se calienta en media hora (la capacidad máxima del calentador). Anota el resultado.
En el anterior resultado sabemos que en media hora se consumen 0.6 kw * h y que el costo es de $10 por Kilowatt hora
Tomando en cuenta los datos
C= 0.6 kW *h *$10/(Kw*h)
C= 0.6*10= $6
4.2 Después, con el resultado anterior, calcula cuánto pagan por 135 litros de agua caliente.
En el problema planteado se menciona que en media hora se calientan 45 litros.  Tomando esto en cuenta para calentar 135 litros se necesitaría un tiempo de 90 minutos
135/45 = 3 “medias horas”
Asi que en media hora tiene un costo de $6, para calentar 135 litros se elevaría a $18
6*3=$18  
5. Tu calentador de agua se averió ya que su resistencia se rompió. ¿De qué valor debe comprarse la nueva resistencia para que funcione con la capacidad que tiene?
5.1 La resistencia la podemos calcular usando la Ley de Ohm, con la ecuación R=V/I
Tension / corriente = 120 V / 10 A
Resistencia = 12 Ohm
5.2 Sustituye los valores de la fórmula, realiza la operación y anota el resultado
R= 120/10 = 12 Ohm
6. Por último responde ¿Qué ley se aplica en el funcionamiento del calentador y por qué? Explica brevemente tu respuesta.
La ley de Joule:
 Que dice que la cantidad de calor que genera un circuito eléctrico es directamente proporcional ala energía generada P * T  “Potencia por tiempo”.  El factor de conversión de los julios de la energía a calorías es de 0.24.
La ley de Joule expresa la potencia calórica que se desvanece por una corriente que circula por una resistencia.
Cantidad de calorias
Q=P*t*0.24
En las otras medidas es
Q=P*I*t*0.24
Q=P*I2*t*0.24

Fuentes:
Contenido extenso prepa en línea sep unidad 2
Sube tu archivo a la plataforma con el siguiente nombre:
Apellidos_Nombre_M12S2_ Leyeselectricas

Fuerza y Cargas Electricas M12 S2

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Recurso Modulo 12 Calculadora Cientifica


Nota:  Blogger no muestra todos los símbolos matemáticos, Pero puedes consultar el documento en el link, estas la  actividad completa


¿Qué hacer?
Comienza por leer esta introducción
Los iones, positivos y negativos, existen normalmente en el aire que respiramos; es una electricidad presente en la atmósfera de la tierra, con variaciones locales a veces muy pronunciadas.
Los iones positivos se forman por la acción de los rayos ultravioletas del sol y por los rayos cósmicos, mientras que los iones negativos se forman por las descargas eléctricas de los rayos y por emisión de la radioactividad natural de la tierra. (Toda la tierra es un poco radioactiva). Una fuente natural de iones negativos consiste en la pulverización del agua durante las lluvias fuertes, en las cascadas, y en el flujo y reflujo del mar cuando está muy agitado.
Refiriéndonos a zonas concretas del planeta, existen factores que alteran drásticamente la proporción de iones de un signo o de otro.
Hay vientos perfectamente localizados que traen en sus zonas de influencia una elevada proporción de iones positivos, con el consiguiente malestar que ello provoca. También existen pequeñas zonas donde la ionización negativa es especialmente buena, lo que genera un mejor ambiente atmosférico.
También podemos generar iones negativos mediante los ionizadores, produciendo la misma sensación de bienestar.

Los iones (moléculas cargadas eléctricamente) son los responsables de formar la materia por medio de fuerzas eléctricas de atracción y repulsión entre ellas.
1. Lee con atención la siguiente situación:
Tres iones se encuentran en el espacio según la figura mostrada:
Los iones tienen las siguientes cargas eléctricas:
Ion1: 4mC (miliCoulomb)
Ion2: -3mC
Ion3: 5mC
En cierto instante la distancia entre el ión1 y el 2 es de 1μm (1x10-6 m) y la distancia entre el ion 2 y el 3 es de 2μm (1x10-6 m).
2. Calcula la fuerza entre los iones 1 y 3
Recuerda que lo que nos permite medir la fuerza entre los iones 1 y 3 es la fórmula de la ley de Coulomb
Te recomendamos:
- Revisar el ejemplo del tema 1 de la unidad 2 de este módulo, así como el video que se encuentra en la siguiente dirección: https://www.youtube.com/watch?v=qpQkmsXu1Eo
- Anotar los valores de cada elemento de la fórmula.
- Sustituir los valores.
Cargas Electricas
Ion 1 : 4mc
Ion 2: -3mc
Ion 3: 5Mc

Distancia entren los iones
Entre Ion 1 y 2: 1µm "1x10-6m"
Entre Ion 2 y 3 : 2µm "1x10-6m"
mc
MiliCulombios =10-3C



Micrometros = 10-m





2. Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 1 y el ion 3 y anota el resultado.
F13= K•q1•q3/d213 =
9x109N•m2/C2•4•10-3C•5•10-3C/(3•10-6m)2
9x109N•20•10-6/9•10-12=  20•109-6(-12)
N= 20•1015N
2.1 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.
Se repelen
Cuando tienen la misma carga se repelen, el producto es positivo, siendo que el resultado es positivo se repelen.
3. Ahora, calcula la fuerza entre los iones 2 y 3.
3.1 Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 2 y el ion 3 y anota el resultado.
F23 = K•q2•q3/d223 =  9x109 N•m2/C•-3•10-3C•5•10-3c/ (2.10-6m)2
9x109N•-15•10-6/4•10-12= -33.75•109-6(-12)
N= -33.75•1015N
3.2 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.
Se atraen
Cuando tienen  carga opuesta se atraen, el producto es positivo, siendo que el resultado es negativo  se atraen.
4. Responde los siguientes cuestionamientos considerando las atracciones y repulsiones que sufre el ion 3, así como los valores de dichas fuerzas.
4.1 ¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando se relaciona su fuerza con el ion 1, izquierda o derecha? Toma como referencia la figura donde se representan los iones y recuerda que la carga de ambos es positiva.
 El ion 3 se encuentra a la derecha del Ion 1. Cuando hay relación entre estos el Ion 3 se mueve hacia la derecha siempre y la fuerza sea positiva y hay una reacción de separación.
4.2 ¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando se relaciona su fuerza con el ion 2, izquierda o derecha? Recuerda tomar como referencia la figura donde se representan los iones y no olvides que la carga del ion 2 es negativa y la del ion 3 es positiva.
El Ion 3 se encuentra en la parte derecha del Ion 2. Existe una relación entre ellos, el Ion 3 se mueve a la izquierda para unirse con el ion 2 por la atracción siempre y cuando el resultado sea negativo.
Fuentes:
·         Contenido extenso prepa en línea sep 2016

5. Una vez que concluyas con los ejercicios, sube tu archivo a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M12S2_Fuerzaycargaselectricas

Chorro de Agua M12 S1

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Recurso Modulo 12 Calculadora Cientifica


Nota:  Blogger no muestra todos los símbolos matemáticos, Pero puedes consultar el documento en el link estasta la actividad completa


¿Qué hacer?
1. Resuelve el siguiente problema. Desarrolla el procedimiento e incorpora la solución.
A un tinaco de 2.35 m de alto se le hace un pequeño agujero debido al tiempo y la corrosión,este agujero se encuentra justo en la base del tinaco. Deduce la fórmula para calcular la velocidad con que saldrá el chorro de agua por el agujero y calcula.
Desarrollo:
Partiendo de la ecuación de Bernoulli, toma en cuenta las consideraciones indicadas, realiza las sustituciones en la ecuación y escribe la expresión que resulta:
La velocidad en el punto más alto es insignificante comparada con la velocidad del chorro, es decir: pv / 2 = 0, entonces la expresión queda:
Eliminamos de la ecuación principal la formula presenta resultados de “0Seria pv12/2 = 0 seria:
P1 + pgh1 = p2 +pv22/2 + pgh2
La presión en ambos puntos es aproximadamente la misma, es decir: P1=Po P1-P= 0, entonces la expresión resultante es:
Eliminamos de la ecuación principal la presión 1 y 2, debido a que sus resultados son de “0” Seria
Pgh1 = pv22/2 + pgh2


De la expresión anterior considera que la altura en el punto más bajo es cero por lo que ρgh= 0, entonces la expresión simplificada queda como:
Eliminamos pgh2 con equivalencia a “0” en base en la expresión anterior seria
Pgh1 = pv22/2

Despejando la velocidad de esta última expresión, la velocidad la podemos calcular con la fórmula:
a)                v2=(2gh1)2
b) v2=

c) v2=2gh1
Para saber cual formula es la correcta necesitamos despejar la velocidad de la ultima expresión que obtuvimos.
Pgh1 = pv22/2

2pgh1 = pv22  ”Despejamos P

2pgh1/p=v2“Cancelamos “P
2gh1=v22 cambiamos de lado al exponente que se convierte en raíz cuadrada
V2=2gh1
Por lo tanto el inciso B seria el correcto

 
Sustituye el valor de la altura del tinaco y calcula la velocidad con la que el agua sale por el agujero:
H= 2.35 “ Altura del tinaco
G= 9.81m/s “Fuerza de Gravedad”
Con los siguientes valores simplemente  los multiplicamos la altura por la gravedad
V2=2(9.81)(2.35)
V2=46.107m/s
V2= 6.79m/ s


4. Anota cada pregunta con su respectiva respuesta y el procedimiento que seguiste en cada caso, guarda el documento y sube tu archivo a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M12S1_El chorro de agua

Bernoulli M12 S1

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Recurso Modulo 12 Calculadora Cientifica





  Nota: algunos símbolos matemáticos, no aparecen en blogger, pero pueden ver el archivo word en el link.


¿Qué hacer?
1. Resuelve el siguiente problema. Desarrolla el procedimiento e incorpora la solución.
Se mide la cantidad de agua que sale de una manguera y se encuentra que una cubeta de 20 Litros se llena en 20 segundos:
a)      Calcula el volumen de la cubeta en metros cúbicos (1 m3 = 1000 L). Primero desarrolla detalladamente la conversión.
V= 20 L
T= 20 S
X= M3
1000 L = 1M3
Seria:
X=  (20L) 1m31000 L
X= 0.02M3

b) Calcula cuántos metros cúbicos salen por la manguera cada segundo. Desarrolla y escribe las operaciones que estás realizando para llegar al cálculo.

V= 20L    T=20SV   X=M
3 S
20S= 0.002M3
X= (1S) 0.002M3  20S
X= 0.001M3


El cálculo anterior es el gasto (G=v*A) que fluye por la manguera.
Considera que la manguera tiene un radio interior de 9mm (9x10-3m).
c) Calcula el área de una sección transversal de la manguera.

A=  * r2=

π (0.009M)2
2.54 * 10 -4M2
Seria
0.000254m2

d) Utilizando la expresión del gasto, calcula la velocidad con que el agua sale de la manguera.

G= V*A
V= G/A
0.001M3/S /2.54*10-4M2
Seria 
3.93m/s

De G=v*A; tenemos que:

e) Ahora, le pones un dedo en la salida del agua y dejas cubierta la mitad de dicha salida ¿qué área tendrá ahora la salida? Desarrolla la expresión y el resultado.
G= v*A
V*A*22
V*2*A*12
2V*A2
V= 2*3.93M2
3.93M/S



f) Calcula la nueva velocidad de salida del agua (comprenderás por qué es tan divertido poner el dedo en la salida de las mangueras) v=G/A =
Es el doble de velocidad al igual que el inciso e) 3.93m/s es decir seria
7.86m/s

Finalmente, escribe una reflexión en la que respondas lo siguiente: ¿Cuál principio o principios utilizaste para responder la actividad (Arquímedes, Pascal, Bernoulli y Torricelli)? Explica de manera general el procedimiento que llevaste a cabo para responderla.

La teoría de Bernoulli establece que sumando la energía cinética potencial y el flujo serán constantes a lo largo del trayecto ya sea tuberías, mangueras, etc.
Además el principio de Bernoulli en base a la energía, es el hecho de aplicar el principio de “ A mayor velocidad, menor presión.  – A menor presión menor velocidad”
Analice el problema planteado y con apoyo del contenido de la plataforma hice el desarrollo de las expresiones (formulas) para poder encontrar la respuesta.

Fuentes:
Temas 1 Conceptos básicos, 2. Fluidos en reposo y 3. Fluidos en movimiento de la unidad 1“Dinámica de los fluidos de la plataforma



2. Guarda el documento y sube tu archivo a la plataforma con el siguiente nombre:
Apellidos_Nombre_M12S1_Bernoulli


Proyecto Integrador Reutilizando M11:S4

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Nota: no redacte el texto de la activiadad en la publicacion del blog, por que blogger no muestra todos los simbolos matematicos.

Recurso Modulo 11 Calculadora Cientifica


Puedes usar el programa Microsoft Expression Encoder 4 Para grabar desde tu Pc. Gratis.

¿Para que sirve este programa?  Te permite grabar lo que realizas en tu pantalla de la Pc y  a ti, al mismo tiempo, ya se aque realices tu proyecto en power point o word. para que Expliques y desarrolles el planteamiento de la actividad




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