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Reflexionar y responder 1. En palabras de Evangelista Torricelli (1608-1647) vivimos en el fondo de un mar de aire. Sobre cada una de nuestras cabezas tenemos aproximadamente 2 toneladas de aire que ejercen una presión de 101 300 N/m2. Si la atmósfera actúa sobre todos los cuerpos que se encuentran en la superficie terrestre, ¿por qué la presión de la atmósfera no rompe las ventanas? La presión de la atmosfera no rompe las ventanas ya que principalmente la presión tiene que ser perpendicular a la superficie, las ventanas no reciben perpendicularmente la presión, en este caso las reciben la presión que esta se distribuye en toda el área de la ventana, disminuyendo la intensidad de la presión por metro cuadrado lo cual hace que la ventana resista ya que no se aplica la fuer za suficiente una vez que se distribuye para romperlas. 2. ¿Por qué molestan los oídos al subir una montaña o descende r al fondo del mar? Existe una diferencia de presiones dependiendo del lugar en donde nos encontremos ya que las altitudes varían; esta diferencia la percibimos por el oído es por eso que es incómodo. 3. ¿Por qué se usan raquetas en lugar de zapatos para caminar sobre la nieve? El peso de nuestro cuerpo se repartiría por los puntos de la raqueta y cada punto ejercería menos peso sobre la nieve. nieve . Y por lo tanto será más difícil hundirse en ella. 4. Si se quiere que la temperatura de ebullición del agua descienda a 75 °C, ¿cómo debe modificarse la presión? Se necesitar ía ía cambiar la presión atmosférica. La temperatura de ebullición de un líquido depende de la presión atmosférica, ya que la presión atmosférica es la fuerza que actúa sobre un fluido y es una resistencia al cambio de fase, la cual se contrarresta con el calentamiento del líquido, a mayor presión atmosférica se tiene que calentar el líquido a una mayor temperatura para lograr el cambio de líquido a vapor. Contrariamente a me menor presión atmosférica es menor la temperatura a la que hay que calentar el líquido para que ebulla. 5. ¿Cuál es la utilidad de usar una olla exprés en la cocina? El mecanismo de funcionamiento de la olla a presión es muy simple: consiste en un recipiente con cierre hermético en el que los alimentos se cuec en a una temperatura superior a 100 grados. Minimiza los tiempos de cocción, ya que su sistema de cierre evita la perdida de calor. La alta presión que se genera en su interior reduce a un tercio los tiempos de cocción ordinarios de algunos alimen tos. Unos indicadores con forma de anillo, o numéricos, muestran los valores de esta presión. Las ollas convencionales permiten cocinar al menos en la mitad de tiempo que en un recipiente normal. Una válvula con números regula e indica el nivel de presión que alcanza el aparato durante la cocción.
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6. En un laboratorio de Acapulco, se conecta un sistema gaseoso contenido en un recipiente de paredes rígidas, impermeables y adiabáticas a un manómetro en U. La presión de dicho sistema es mayor que la presión atmosférica local. Si el sistema conectado al manómetro se trasladara a la ciudad de México, A. ¿cómo sería la presión del gas en ambos sitios? a) mayor en Acapulco que en la ciudad de México b) menor en Acapulco que en la ciudad de México c) igual en ambos sitios (Justificar la respuesta) Ya que en un proceso adiabático, la ecuación que rige es PV = Constante. Al comprimir la presión atmosférica a la columna manométrica, V se hace más chico, con lo que P será mayor. B. ¿cómo sería la presión manométrica registrada en Acapulco comparada con la registrada en la ciudad de México? a) mayor en Acapulco que en la ciudad de México b) menor en Acapulco que en la ciudad de México c) igual en ambos sitios (Justificar la respuesta) La presión manométrica hará que la columna de líquido ascienda al ir a la ciudad, porque en ésta, hay menor presión atmosférica; además la ecuación que rige al manómetro en U es la siguiente: P gas = !gh + P atm (Donde ! es la densidad del líquido manométrico, g la aceleración. de la gravedad y h, el desnivel de la columna de líquido) Si la presión del gas disminuye al expandirse y en cambio la presión atmosférica se hace más chica va a aumentar !gh. En la ciudad, la columna manométrica subirá; y al nivel del mar, bajará. Aplicación del lenguaje termodinámico 1. En el experimento realizado, ¿cuál fue el sistema de trabajo? El sistema que se estudió fue el de la presión manométrica de los líquidos (merc urio y agua).
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2. ¿Cuántos componentes tiene el sistema? ¿Cuál se encuentra en mayor proporción? Aire y líquido ya sea agua o mercurio. Se encuentra en mayor proporción el líquido. 3. ¿Cuántas fases presenta el sistema?: Dos. 4. ¿Qué tipo de paredes limitan al sistema?: Diatérmica 5. ¿Cómo se clasifica el sistema de acuerdo con los siguientes criterios? a) Número de fases: Dos b) Interacción con los alrededores: Sistema abierto: es un sistema termodinámico que permite además del flujo de energía, el flujo de masa a través de sus fronteras. 6. ¿Cuáles son las propiedades del sistema que se modifican durante el experimento?: La presión y la densidad 7. ¿Cuáles son las restricciones (parámetros que permanecen constantes)?: Volumen 8. ¿Qué tipo de propiedad es la presión, extensiva o intensiva?: Intensiva
