Universidad Autnoma de Zacatecas Unidad Acadmica de Preparatoria

Universidad Autnoma de ZacatecasUnidad Acadmica de PreparatoriaFsica IIDocente: Irma Torres OrdazUnidad Temtica I: HidromecnicaUnidad de Trabajo I: Hidrosttica

Fecha: Abril del 2016

ObjetivoEl alumno analiza la importancia del estudio del comportamiento de los fluidos en reposos y en movimiento, el calor y la temperatura a travs de los descubrimientos y de las aportaciones a la ciencia y la tecnologa, valorando sus preconcepciones sobre los fenmenos naturales.Utiliza esquemas matemticos que facilitan identificar, plantear, formular y resolver problemas de carcter, cientfico, tecnolgico y prctico, poniendo en prctica sus conocimientos previos de Fsica I.Construye nuevos conceptos, relacionados los temas, logrando as adquirir las habilidades, destrezas, aptitudes y valores en un ambiente de tolerancia respeto entre sus pares, su entorno escolar, social y medio ambiente, lo cual propiciar la formacin integral del estudiante

Unidad temtica i: HidrulicaUnidad de trabajo i: Hidrosttica1.1 Concepto e importancia de la Hidrosttica y su divisin.1.2 Caractersticas de los lquidos: viscosidad, tensin superficial, cohesin, adherencia y capilaridad.1.3 Densidad y Peso especfico.1.4 Presin, Presin Hidrosttica, Presin Atmosfrica y Presin Absoluta.1.6 Principio de Pascal.1.7 Principio de Arqumedes.

Unidad temtica i: HidrulicaUnidad de trabajo 2: Hidrodinmica2.1 Concepto de hidrodinmica y sus aplicaciones.2.2 Gasto, flujo y ecuacin de continuidad.2.3 Teorema de Bernoulli y sus aplicaciones.

unidad de trabajo 1: HidrostticaLa Hidrosttica estudia las propiedades de los fluidos que estn en reposo

conceptosEstados fsicos de la materia.Plasma.SolidoLquidoGasFluidoHidrulicaHidrostticaHidrodinmica.

Estados fsicos de la materiaToda la materia existe en uno de los cuatro estados fsicos e la materia: Slido Lquido, Gas, Plasma ( y condensado de Bose-Einstein)La materia del universo se encuentra sometida bajo condiciones naturales.Segn la temperatura, presin o volumen a la que se vea sometida podemos encontrar dicha materia en diversos estados de agregacin .Toda materia est constituida a partir de tomos y molculas. Estas partculas poseen energa por lo que se encuentran en movimiento continuo.Mientras ms energa posea la materia mayor ser el movimiento molecular y a su vez mayor temperatura percibiremos.

Estados fsicos de la materia

slido

Los cambios de estado se producen debido a la transformacin energtica . El primer estado de la materia es el slido .Se forma cuando la fuerza de atraccin de las molculas es mayor que las de repulsin. Las molculas se quedan fijas y el movimiento energtico se queda limitado a vibracin despreciable. A medida de que la temperatura aumente, la vibracin ser mayor.Manteniendo constante la presin, a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma slida tal que los tomos se encuentran entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas , lo que confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformacin aparente. Son, por tanto, agregados generalmente rgidos, duros y resistentes.

slidoEs uno de los cuatro estado de agregacin de la materia, se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen.

Las molculas de un slido tienen una gran cohesin y adoptan formas bien definidas.

El estado slido presenta las siguientes caractersticas:Fuerza de cohesin (atraccin).Vibracin.Tiene forma propia.Los slidos no se pueden comprimir.Resistentes a fragmentarse.Volumen definido.Puede ser orgnico o inorgnico.

lquidoEs un estado de agregacin de la materiaen forma defluidoaltamenteincompresible

gasLos gases, igual que los lquidos,no tienen forma fijapero, a diferencia de stos,su volumen tampoco es fijo. Tambin sonfluidos, como los lquidos.

En los gases,las fuerzas que mantienen unidas las partculas son muy pequeas. En un gas el nmero de partculas por unidad de volumen es tambin muy pequeo.

Las partculas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades deexpansibilidadycompresibilidadque presentan los gases: sus partculas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un lmite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas ste pasar a estado lquido.Al aumentar latemperaturalas partculas se mueven ms deprisa y chocan con ms energa contra las paredes del recipiente, por lo que aumenta la presin:

plasmaEl llamado cuarto estado de agregacin de la materia.El plasma se define como un gas altamente ionizado en el que el nmero de electrones libres es aproximadamente igual al nmero de iones positivos, por lo que en su conjunto es elctricamente neutro.Sus propiedades le hacen un gas bastante peculiar: buen conductor de la corriente elctrica, absorbe radiaciones que pasan por un gas ordinario sin sufrir alteracin y puede moldearse, conformarse y moverse mediante la aplicacin externa de campos elctricos y magnticos.

El ejemplo ms inmediato de plasma lo encontramos en el mismo corazn del sol, donde las altas temperaturas alcanzadas en la fusin nuclear provocan que los electrones sean arrancados de sus cortezas atmicas.

plasma

plasma

Las aplicaciones tecnolgicas del plasma son muy diversas, y por lo mismo cuenta con amplia presencia en el mundo cotidiano:

En el interior de los tubos fluorescentes utilizados en iluminacin, hay plasma que contiene tomos de argn (Ar) y mercurio (Hg).

Los letreros luminosos de distintos colores tambin contienen plasma constituido por tomos diferentes segn las necesidades. Los colores rojos se deben a tomos de nen (Ne); los azules, a tomos de argn (Ar); los amarillos, a tomos de sodio (Na); y los rosas, tomos de helio (He).

Igualmente el plasma encuentra aplicacin en el alumbrado pblico, por medio de las lmparas de vapor. La luz verde azulada, casi blanca, proviene de tomos de mercurio (Hg), en tanto que la amarilla, como ya queda dicho, es debida a tomos de sodio (Na).

plasma

Y todo esto sin mencionar las aplicaciones que el plasma encuentra en la fabricacin de receptores de televisin y monitores de ordenadores, con la ventaja , con respecto a las antiguas pantallas de rayos catdicos, de que prcticamente no conllevan riesgos para la vista y la calidad de visionado es ostensiblemente superior.No obstante, tambin es posible encontrar ejemplos de plasma en la naturaleza: el fenmeno de las auroras boreales y las lluvias de electrones procedentes del espacio exterior. Una capa de la atmsfera, la ionosfera (comprendida entre los 80 y los 800 kilmetros de altura), est formada por plasma en su total integridad. Durante la noche, en ausencia de energa solar, las capas de plasma de la atmsfera se asientan y actan como reflectores de ondas de radio, por lo que no es de extraar que en los correspondientes receptores se puedan captar seales de AM provenientes de estaciones muy lejanas.

Actualmente, se baraja la posibilidad de aplicar la tecnologa de plasma para el desarrollo de la generacin de energa por medio de la fusin controlada de ncleos atmicos (mediante el mtodo del confinamiento magntico). Pero se trata de un camino que an ha de ser andado, aunque se vayan haciendo progresos.

condensado de Bose-EinsteinEnfsica, elcondensado de Bose-Einsteines elestado de agregacin de la materiaque se da en ciertos materiales a temperaturas cercanas al cero absoluto.

La propiedad que lo caracteriza es que una cantidad macroscpicade las partculas del material pasan al nivel de mnima energa, denominadoestado fundamental. El condensado es una propiedadcunticaque no tiene anlogoclsico.

Debido alprincipio de exclusin de Pauli, slo las partculasbosnicaspueden tener este estado de agregacin: si las partculas que se han enfriado son fermiones, lo que se encuentra es unlquido de Fermi.

condensado de Bose-EinsteinDistribucin de momentos que confirma la existencia de un nuevo estado de agregacin de la materia, el condensado de Bose-Einstein. Datos obtenidos en un gas de tomos de rubidio, la coloracin indica la cantidad de tomos a cada velocidad, con el rojo indicando la menor y el blanco indicando la mayor. Las reas blancas y celestes indican las menores velocidades. A la izquierda se observa el diagrama inmediato anterior al condensado de Bose-Einstein y al centro el inmediato posterior. A la derecha se observa el diagrama luego de ciertaevaporacin, con la sustancia cercana a un condensado de Bose-Einstein puro. El pico no es infinitamente angosto debido al Principio de indeterminacin de Heisenberg: dado que los tomos estn confinados en una regin del espacio, su distribucin de velocidades posee necesariamente un cierto ancho mnimo. La distribucin de la izquierda es para T > Tc (sobre 400 nanokelvins (nK)), la central para T < Tc (sobre 200 nK) y la de la derecha para T