Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
FIGURA 1-6
Los prefijos de las unidades SI se usan
en todas las ramas de la ingeniería.
200 mL
(0.2 L)
1 kg
(10 3 g)
1 M
(10 6 )
a = 1 m/s 2
m = 1 kg
F = 1 N
a = 1 pie/s 2
m = 32.174 lbm
F = 1 lbf
FIGURA 1-7
Definición de unidades de fuerza.
1 kgf
Algunas unidades SI e inglesas
En el SI, las unidades de masa, longitud y tiempo son kilogramo (kg), metro
(m) y segundo (s), respectivamente. Las unidades correspondientes en el sistema
inglés son libra-masa (lbm), pie (ft) y segundo (s). El símbolo de libra
lb es en realidad la abreviatura de libra, la cual era en la antigua Roma la unidad
adaptada para expresar el peso. El sistema inglés mantuvo este símbolo
incluso después de haber finalizado la ocupación romana de Bretaña en el año
410. Las unidades de masa y longitud en los dos sistemas se relacionan entre
sí mediante
1 lbm 0.45359 kg
1 pie 0.3048 m
En el sistema inglés, la fuerza es considerada comúnmente como una de
las dimensiones primarias y se le asigna una unidad no derivada. Esto es una
fuente de confusión y error que requiere el uso de una constante dimensional
(g c ) en muchas fórmulas. Para evitar esta molestia, se considera a la fuerza
como una dimensión secundaria cuya unidad se deriva de la segunda ley de
Newton, es decir,
1 manzana
m = 102 g
1 N
10 manzanas
m = 1 kg
4 manzanas
m = 1 lbm
1 lbf
o
Fuerza (masa)(aceleración)
F
ma
(1-1)
En el SI, la unidad de fuerza es el newton (N), y se define como la fuerza
requerida para acelerar una masa de 1 kg a razón de 1 m/s 2 . En el sistema
inglés, la unidad de fuerza es la libra-fuerza (lbf) y se define como la fuerza
requerida para acelerar una masa de 32.174 lbm (1 slug) a razón de 1 pie/s 2
(Fig. 1-7). Es decir,
1 N 1 kg # m>s
2
1 lbf 32.174 lbm # pie>s
FIGURA 1-8
Magnitudes relativas de las unidades de
fuerza newton (N), kilogramo-fuerza
(kgf) y libra fuerza (lbf).
Una fuerza de 1 N equivale aproximadamente al peso de una manzana pequeña
(m 102 g), mientras que una fuerza de 1 lbf es equivalente a más o
menos el peso de cuatro manzanas medianas (m total 454 g), como se ilustra
en la figura 1-8. Otra unidad de fuerza de uso común en muchos países europeos
es el kilogramo-fuerza (kgf), que es el peso de 1 kg de masa al nivel del
mar (1 kgf 9.807 N).
El término peso con frecuencia se usa de modo incorrecto para expresar
masa, en particular por los “weight watchers”. A diferencia de la masa, el
peso W es una fuerza: la fuerza gravitacional aplicada a un cuerpo, y su magnitud
se determina a partir de la segunda ley de Newton,
W
mg1N2
(1-2)
donde m es la masa del cuerpo y g es la aceleración gravitacional local (g es
9.807 m/s 2 o 32.174 pie/s 2 al nivel del mar y latitud 45°). Una báscula de baño