Mauricio_Fernandois (Control 3)

CONTROL 3 MAURICIO FERNANDOIS BRAVO METROLOGIA INSTITUTO IACC 14-11-2016

A partir de una investigación minuciosa sobre procesos productivos, determine y fundamente en qué procesos productivos puede estar presente la determinación de los

siguientes números adimensionales (escoja un proceso independiente para cada uno de los números):  Numero de Arquímedes: El número de Arquímedes representado por Ar, recibe este nombre en honor al físico griego Arquímedes quién fue el que descubrió dicha forma de hallar su valor, debido a que investigó el movimiento de los fluidos en función de sus diferencias de densidad. Este número es un número adimensional, que se obtiene mediante la siguiente formula:

donde:

Entonces el número de Arquímedes, es usado en transferencia de movimiento y en particular en flotación, fluidización y movimiento, esto se debe a las diferencias de densidad que existen, lo que crea la proporcionalidad de: El proceso involucrado aquí es el de fuerzas gravitacionales y viscosas. Se dice que en el siglo III a.C., el rey Herón II ordenó que le hagan una corona de oro, hecha de un lingote de puro oro. Cuando se terminó esta corona y fue entregada al rey, este noto que la corona podía haber sido sustituido en parte por plata, es por eso que el rey Herón llama a Arquímedes, para que resuelva esta duda. Arquímedes trató de calcular la densidad de la corona para determinar si era oro puro, luego trato de conocer el volumen, pero como el rey no quería fundir la corona, Arquímedes no pudo moldearla de forma que hiciera más fácil el cálculo del volumen. Un día, cuando Arquímedes tomaba un baño en una tina, se dio cuenta que el agua subía cuando él se sumergía, empezó a asociar conceptos: él al sumergirse estaba desplazando una cantidad de agua que equivaldría a su volumen, determinando que si sumergía la corona en agua, era posible medir la cantidad de agua desplazada y así determinar su volumen. Llegó a la conclusión que si la densidad era menor que la del oro, se habrían agregado materiales de otra calidad. luego tomó una pieza de plata del mismo peso que la corona, y

otra de oro del mismo peso que la corona, los sumergió en una vasija de agua hasta el tope, introdujo la pieza de plata y midió la cantidad de agua derramada, hizo lo mismo con la pieza de oro. Así pudo determinar qué volumen equivalía a la plata y qué volumen equivalía el oro, llegando a determinar de forma exacta la cantidad de plata y oro que tenía la corona, y demostrando que la corona estaba adulterada.

En física y química, la densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. Usualmente se simboliza mediante la letra rho ρ del alfabeto griego. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

 Numero de Biot El número de Biot, representado por Bi, es también considerado como un número adimensional, este número es usado para realizar cálculos de transmisión de calor. Este número debe su nombre al físico francés Jean Baptiste Biot, quién nació en 1774 y falleció en 1862, este físico encontró la relación de transferencia de calor por conducción en un cuerpo, así como también la transferencia de calor por convección en la superficie de este mencionado cuerpo. Se considera que el número de Biot posee muchas aplicaciones, una de ellas es el uso en cálculos de transferencia de calor en disipadores por aletas. La definición del número de Biot se entiende mediante la siguiente fórmula:

Dónde: - h es el coeficiente de transferencia de calor en la superficie en W/m2K, conocido como coeficiente de película. - L es una longitud característica en m, definida generalmente como el volumen del cuerpo dividido por su superficie externa total. - k es la conductividad térmica del material del cuerpo W/mK. El número de Biot en lo que es física se entiende como el flujo de calor desde una esfera caliente que se encuentra sumergida al fluido que la rodea. Este flujo de calor experimenta dos resistencias: la primera por conducción dentro del metal y la segunda por convección desde la esfera al fluido.

Si el número de Biot es inferior a 0.1 para placas planas, a 0.05 para cilindros o a 0.03 en las esferas, implica que la conducción de calor dentro del cuerpo es mucho más rápida que la convección en la superficie de éste. lo que indica la aplicabilidad del Método del Gradiente Nulo para la resolución de problemas de calor en el transitorio. También se puede encontrar el número de Biot en las definiciones del método de las diferencias finitas usado en los problemas de calor estacionarios multidimensionales. El proceso involucrado netamente en la determinación del número de Biot es Transferencia de calor, en física, proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación. El calor puede transferirse de tres formas: por conducción, por convección y por radiación. La conducción es la transferencia de calor a través de un objeto sólido: es lo que hace que el asa de un atizador se caliente, aunque sólo la punta esté en el fuego. La convección transfiere calor por el intercambio de moléculas frías y calientes: es la causa de que el agua de una tetera se caliente uniformemente, aunque sólo su parte inferior esté en contacto con la llama. La radiación es la transferencia de calor por radiación electromagnética (generalmente infrarroja): es el principal mecanismo por el que un fuego calienta la habitación.

1. Para las siguientes mediciones realizadas en una empresa productiva, determine el nombre de la unidad (asociándolo a su símbolo correspondiente) o la magnitud según corresponda, de acuerdo a sus múltiplos o submúltiplos. Además, especifique a qué unidad derivada corresponde:  0,0015 Zm: es 0,0015 zepptametro es una unidad de longitud del Sistema Internacional de Unidades. También puede ser equivalente a 1,5 Em exametro que equivale a 10 18 Es igual a 1 000 000 000 000 000 000 000 metros y es el duodécimo primero múltiplo de él. 1 Zm = 1 000 000 000 000 000 000 000 m = 1021 m y es un múltiplo del metro

 84*10-18 g es 84* 10-18 gramos es la unidad principal de masa del Sistema Cegesimal de Unidades, y la unidad de masa del Sistema Métrico Decimal.3 Originalmente fue definida como la masa de un centímetro cúbico de agua a 3,98 °C, y actualmente se define como la milésima parte del kilogramo, la unidad básica de masa del Sistema Internacional de Unidades. Esto sería equivalente a 84 Ag que es el attogramo que equivale a 10 -18 gramos.  2,4*103 N es newton es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades, nombrada así en reconocimiento a Isaac Newton por sus aportaciones a la física, especialmente a la mecánica clásica. Es una unidad derivada del Sistema Internacional que se compone de las unidades básicas:

Y equivale a 2,4 KN que seria 2,4 Kilo newton.  98*10-9 nm2: Un metro cuadrado, representado con el símbolo m², es el área dentro en un cuadrado cuyos lados miden un metro. Es la unidad básica de superficie en el Sistema Internacional de Unidades. Si a esta unidad se antepone un prefijo del Sistema Internacional se crea un múltiplo o submúltiplo de ésta. Sin embargo, al presentarse al cuadrado, la diferencia de la orden de magnitud se eleva si se compara con las unidades lineales de igual prefijo. Por ejemplo, un kilómetro es mil veces la longitud de un metro, pero un kilómetro cuadrado es un millón de veces el área de un metro cuadrado En este caso equivaldría 98nm2 seria 98 nanómetro cuadrado que seria 98 10 -9 m.  56000 µV es la unidad derivada del Sistema Internacional para el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz y la tensión eléctrica. Recibe su nombre en honor a Alessandro Volta, quien en 1800 inventó la pila voltaica, la primera batería química. Equivaldría 56000 micro voltio que seria 56000*10-6 V.

 41,5*10-15 Ω Ohmio es la unidad derivada de resistencia eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades. Su nombre se deriva del apellido del físico alemán Georg Simón Ohm (1789-1854), autor de la Ley de Ohm. 41,5 fΩ (femtoohmio) que equivaldria a 10-15 Ω

Bibliografía 

Contenido de la semana N3, IACC