M12S3 Actividad Integradora: Ley General de los Gases

Actividad Integradora: Ley General de los Gases
Alumno: Elber González López
Facilitador: José Blas Ron Limón
Modulo 12 semana 3
Grupo: M12C4G6-66

¿Qué hacer?

 1. Lee el siguiente problema. 

La parte interior de un neumático de automóvil está bajo una presión manométrica de 32 Pa a 7°C y un volumen de 20 litros de aire. Después de varias horas, la temperatura del aire interior sube a 294.57 K y su volumen aumenta un 11%.

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.

PiV1 =P2V2

T1         T2

P1=32Pa

T1=7°C

V1=20 L

P2=?

T2=294.57K

V2=?

2. Calcula la temperatura final en °C y el volumen final en litros.

TC=TK-273

TC=294.57K-273

TC=21.57 °C

V2=20L+11/100(20L)

V2=22.20L

Integra en tu documento el procedimiento para la resolución del problema.

Para resolver la actividad recuerda:

a. Primero se debe convertir la temperatura de °C a °K.

Temperatura incógnita = Ti=7°C+273.15

Ti=280K

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

P2=P1V1 = P2VW

         T1         T2

Aquí recordemos que T2 está dividiendo por lo tanto pasa multiplicando y V2 está multiplicando, pasa dividiendo.

Por lo que queda de la siguiente manera:

P2= P1V1T2

         T1 V2

P2=(32pa)(20L)(294.57K)

            (280K)(22.20L)

En el análisis dimensional se cancelan litros y kelvins.

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

P2=30.32pa

4. Explica ¿A qué se refiere la ley general de los gases? A continuación cito lo siguiente: “La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante”; al combinarse en esta ley, las diferentes leyes de los gases (Gay-Lussac, Charles, Avogadro y Boyle) hace referencia a cada una de las variables (volumen, temperatura o presión)  con relación a las otras (volumen, presión o temperatura) que se mantienen constantes. Esto se hace refiriéndose a gases ideales formados por partículas sin repulsión o atracción, con choques elásticos entre ellas, a los que podemos llamar gases ideales. Finalmente así con estos conocimientos la humanidad ha logrado innovar y evolucionar en multitud de campos de servicio y de estudio que nos permitan mejor calidad de vida.

5. Sube tu archivo a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M12S3_ Leygeneraldegases

Referencias: Módulo 12. Matemáticas y Representaciones del Sistema Natural UNIDAD III. LEY DE LOS GASES SEMANA 3

https://www.dropbox.com/s/1rrl7p96grfz15t/Ejemplo%20para%20la%20actividad%205%20M12.mp4?dl=0

https://www.youtube.com/watch?v=VOGg2wn8dlQ

https://www.dropbox.com/s/ga8i1pc5y426hmm/Apoyo%20Actividad%206%20M12.mp4?dl=0

M12S3 Actividad Integradora: Una Ley de los Gases

Actividad Integradora: Una ley de los gases
Alumno: Elber González López
Facilitador: José Blas Ron Limón
Modulo 12 semana 3
Grupo: M12C4G6-66

¿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 (1atm), y se logra una temperatura máxima de ebullición del agua, 100°C.

Para que el agua hierva a 100°C, el evento se realiza a nivel del mar (1 atm),  si el experimento se llevara a cabo a una mayor altitud, tanto la presión atmosférica como el punto de ebullición disminuirían.

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 100°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 obtuvo el siguiente resultado:

TEMPERATURA (°C)	PRESION (Pa)
25	101.00

2. Convierte T (°C) a K

Recordamos que para convertir a celsius se ocupa de TK=T°C+273.15

TEMPERATURA (°C)	TEMPERATURA (K)
25	298.15
105	378.15
115	388.15
125	398.15
135	408.15

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

TEMPERATURA (K)	PRESION (Pa)
298.15	101.000
378.15	128.100
388.15	131.488
398.15	134.875
408.15	138.381

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.

A mi parecer se aplica la Ley de Gay- Lussac. Ya que esta ley establece, la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante; y como en la olla nunca cambia su volumen, es por esta razón que cocina mas rápido y se aplica al 100% esta ley.

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

Referencias: Todos los recursos aquí mencionados se revisaron entre los días 5 y 11 de Junio del año del 2017

Módulo 12. Matemáticas y Representaciones del Sistema Natural UNIDAD III. LEY DE LOS GASES SEMANA 3

https://www.dropbox.com/s/1rrl7p96grfz15t/Ejemplo%20para%20la%20actividad%205%20M12.mp4?dl=0

https://www.youtube.com/watch?v=VOGg2wn8dlQ

https://www.dropbox.com/s/ga8i1pc5y426hmm/Apoyo%20Actividad%206%20M12.mp4?dl=0

M12S2 Actividad Integradora: Fuerza y cargas eléctricas

Actividad Integradora: Fuerza y cargas eléctricas.
Alumno: Elber González López
Facilitador: José Blas Ron Limón
Modulo 12 semana 2
Grupo: M12C4G6-66

¿Qué hacer?

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:

Ion 1: 8 mC (miliCoulomb)

Ion 2: -6 mC

Ion 3: 4 mC

En cierto instante la distancia entre el ion 1 y el 2 es de 4μm (4x10-6 m) y la distancia entre el ion 2 y el 3 es de 6μm (6x10-6 m).

2.0 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

- Anotar los valores de cada elemento de la fórmula.

- Sustituir los valores.

2.1 Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 1 y el ion 3 y anota el resultado.

F=(Kq¹q²)/r²

K=9X10⁹Nm²

                 C²

F1,3=(9X10⁹Nm²) (8X10^-3C)(4X10^-3C)

                     C²                  (10X10^-6m)²

Resultado:2.88X10¹⁵µm

2.2 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué. Las fuerzas 1 y 3 se repelen, por lo que el ion 3 se desplaza hacia su derecha.

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.

F=(Kq¹q²)/r²

K=9X10⁹Nm²

                 C²

F2,3=(9X10⁹Nm²) (-6X10^-3C)(4X10^-3C)

                     C²                  (6X10^-6m)²

Por lo que el resultado es -6X10¹⁵µm

3.1 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.

Se sabe que estos Iones se atraen, por lo que su dirección de desplazamiento es hacia la izquierda.

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.

Hacia la derecha porque se repelen

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.

Hacia la izquierda porque se atraen.

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

Referencias: Todos los recursos aquí citados fueron revisados entre los días 29 de Mayo y el 3 de Junio de 2017

Módulo 12. Matemáticas y Representaciones del Sistema Natural, Unidad 2 Electricidad y Magnetismo. SEMANA 2

https://www.youtube.com/watch?v=tsRWuTGWr60

https://www.dropbox.com/s/bnnagoh8uxomzze/apoyo%20act%204%20semana%202%20M12.mp4?dl=0

http://148.247.220.239/mod/forum/view.php?f=200

https://www.dropbox.com/s/302yrfjzx0kzjhv/Ejemplo%20de%20la%20semana%202%20actividad%203%20compactado.mp4?dl=0

M12S2 Actividad Integradora: Aplicación de leyes eléctricas

Actividad Integradora: Aplicación de leyes eléctricas
Alumno: Elber González López
Facilitador: José Blas Ron Limón
Modulo 12 semana 1
Grupo: M12C4G6-66

¿Qué hacer?

1. Lee el siguiente problema.

En promedio, una persona utiliza 90 litros de agua si se da una ducha de 5 minutos.

Supongamos que tienes en tu casa, un calentador eléctrico que funciona con una corriente de 5 A para 110 V y tiene una capacidad de 150 litros. El calentador puede calentar el agua desde 15°C a 50°C en 40 minutos. Supongamos que tu familia está compuesta por 3 personas y usan aproximadamente 270 litros para bañarse diariamente, con un costo de $ 2.85 pesos por kilowatt-hora.

A partir de esta información realiza lo que se te solicita:

2.1 Primero, calcula la potencia eléctrica del calentador; para esto deberás usar la ley de watt, cuya fórmula es:

P=V∙I

P=V∙I

P=(110V)(5A)  

P=(550W)

2.2 Sustituye los valores, realiza la operación y anota el resultado en Watts y kWatts.

Ahora convirtiendo watts a Kilowatts:

(550w)/1000=5.5kw

P=5.5kw

3. Calcula la energía que gasta tu calentador en media hora (escribe el resultado en kW∙h), es decir: E= P ∙ t

Convirtiendo 30 minutos a horas:

1h/(60min)(¿?)/(30min)=

(1)(30)=30/60=0.5h

E=(5.5kw)(0.5h)=2.75kwh

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.

3.1 Sustituye los valores de la fórmula, realiza la operación y anota el resultado en kw-h

Por lo que la energía gastada en 30 minutos es de 2.75 kwh

4. Con el resultado anterior, calcula el costo que paga tu familia diariamente por bañarse, considerando que gastan 360 litros de agua.

Primero para calcular el costo:

Costo=E*PU

PU=2.85$/kwh

E= 3.3 kwh

C=(3.3 kwh)(2.85$/kwh) En esta parte cancelamos los kwh para dejar unicamente pesos ($)

Por lo tanto el costo por 40 minutos será de 9.40$ y asimismo $7.83 por 30 minutos

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.

4.2 Después, con el resultado anterior, calcula cuánto pagan por 360 litros de agua caliente.

Costo= $9.40

Capacidad= 150 litros

C=9.40 (360ltrs)/ (150 ltrs) Aquí se cancelan litros

(9.40)(360)=3.384

Este resultado se divide entre la capacidad que es 150 y el resultado es de =$22.56

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

5.2 Sustituye los valores de la fórmula, realiza la operación y anota el resultado.

En esta ocasión ya tenemos presentes los datos por lo que  despejando nos queda:

V=110V

I=5A

Entonces el valor que deberá tener la nueva resistencia a comprar será de 22 Ohm

6. Por último responde ¿Qué ley se aplica en el funcionamiento del calentador y por qué? Explica brevemente tu respuesta. El efecto que podemos observar en el funcionamiento del calentador es la ley de Joule, ya que esta dice: “Cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor, este se calienta emitiendo energía, de tal forma que el calor desprendido es directamente proporcional a la resistencia de conductor, al tiempo durante el que está circulando la corriente y al cuadrado de la corriente que lo atraviesa".
El efecto Joule se puede ver reflejado en el funcionamiento del calentador de agua ya que se puede ver la transformación de la energía eléctrica a energía térmica. 

La corriente eléctrica que circula por un conductor, en este caso la resistencia del calentador, genera choques entre los electrones y los átomos de nuestra resistencia y al adquirir velocidad, (velocidad constante), la energía cinética generada por esta corriente constante se transforma en calor; calor que es dispersado a través de nuestro conductor o resistencia, haciendo así que sea posible que nuestro calentador funcione.

Y finalmente para los cálculos se utilizan las formulas de las leyes de Ohm y de Watts

 Lista de resultados correctos:

Referencias: Todos los recursos aquí citados fueron revisados entre los días 29 de Mayo y el 3 de Junio de 2017

Módulo 12. Matemáticas y Representaciones del Sistema Natural, Unidad 2 Electricidad y Magnetismo. SEMANA 2

http://148.247.220.239/mod/forum/view.php?f=200

fisicaproferika.blogspot.com/2011/04/calentador-electrico-efecto-joule.html

https://www.youtube.com/watch?v=tsRWuTGWr60

M12S1 Actividad Integradora: Bernoulli

Actividad Integradora: Bernoulli
Alumno: Elber González López
Facilitador: José Blas Ron Limón
Modulo 12 semana 1
Grupo: M12C4G6-66

¿Qué hacer?

1. Resuelve el siguiente problema. Desarrolla el procedimiento (paso a paso) e incorpora la solución. Si lo prefieres, puedes realizar el problema a mano y después escanear las hojas para enviarlas por la plataforma.

Al medir la cantidad de agua que sale de una manguera, se identifica que una cubeta de 10 litros se llena en aproximadamente 18 segundos:

a) Calcula el volumen de la cubeta en metros cúbicos (1 m3 = 1000 L). Primero desarrolla detalladamente la conversión.

Un metro cúbico equivale a 1000 litros

Para convertir la cantidad de 10 litros divido 10 entre 1000

V = 10 ÷ 1000 = 0.010 m³

V = 0.010 m³

b) Calcula cuántos metros cúbicos salen por la manguera cada segundo. Desarrolla y escribe las operaciones que estás realizando para llegar al cálculo. El cálculo anterior es el gasto (G=V/t) que fluye por la manguera.

G=V/t            G=0.010m³

                           18Seg                        R= G=0.0005m³    o G=0.5x10^-3m³/s

Considera que la manguera tiene un radio interior de 2.8 centímetros (28 mm).

c) Calcula el área de una sección transversal de la manguera.

A=π*r2 =

A= π(28x10^-3m)²

A=0.00246m²

---

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

De G=v*A; tenemos que: G/A=v

v=0.5x10^-3m³/s =2.03m/s

     2.46x10^-3m²

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.

A=2.46x10^-3m2 / 2= 0.0123 o también 0.0123x10^-3m²

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

v=0.5x10^-3m²/s = 0.00406 m/s

    0.0123x10^-3m²

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.

Al inicio para poder trabajar con los valores que me proporcionan, es necesario convertir los valores de litros (en este caso) a metros cúbicos,  Y ya que las medidas han sido unificadas puedo utilizar los resultados en esta medida para trabajar con las fórmulas; también es indispensable traducir los valores elevados en alguna potencia para despejar correctamente las incógnitas. Una vez que realizo las operaciones correspondientes, conforme a las fórmulas que se me proporcionan y despejo las incógnitas para poder resolver cada una de las preguntas planteadas. Por lo tanto se utiliza el principio de Bernoulli  "A mayor velocidad, menor presión y a mayor presión, menor velocidad".

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

Apellidos_Nombre_M12S1_Bernoulli

Referencias:

Módulo 12. Matemáticas y Representaciones del Sistema Natural

Unidad I. Dinámica de fluidos SEMANA 1

https://www.google.com.mx/search?q=calculadora+cientifica&oq=cal&aqs=chrome.1.69i57j69i59j69i65l3j69i60.2589j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8

modulo12sesiones.blogspot.com/

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/simbolos/simbolos1.htm