Chuletas y apuntes de Física

Mecanismos de transferencia de calor

La transferencia de calor se produce por tres mecanismos: conducción, convección y radiación.

1. Conducción

Es la transferencia de energía térmica entre partículas de una sustancia por interacción molecular, sin desplazamiento macroscópico de la materia. Se describe mediante la ley de Fourier:

q = -k·dT/dx

En tres dimensiones: q = -k·∇T

Ecuación diferencial del calor

Flujo de calor que entra en el volumen de control por conducción − flujo de calor que sale + potencia calorífica generada = variación de energía del volumen de control:

∂/∂x(k ∂T/∂x) + q̇ = ρ·Cp·∂T/∂t

En coordenadas cilíndricas o esféricas: (1/rⁿ)·∂/∂r(k·rⁿ·∂T/∂r) + ġ = 0

Conducción en placas planas

Con...

Principios básicos de la termodinámica

Conceptos fundamentales

La termodinámica estudia el calor, el trabajo, la transferencia de energía térmica y los cambios de las propiedades de las sustancias.

Sistema termodinámico

Un sistema termodinámico es aquello que se puede analizar: cerrado, aislado o abierto.

Estado y propiedades

El estado de un sistema queda definido por sus propiedades. Si cambian las substancias durante un proceso de transferencia, el sistema pasa a un estado diferente.

• Propiedades intensivas: independientes del tamaño y de la función del tiempo o posición: (P, T, ρ, v).
• Propiedades extensivas: dependen del tamaño: (M, V, E).

Fase y sustancia pura

Una fase es la materia que es homogénea en sustancia física y química. Una...

Propagación del sonido al aire libre

Divergencia: según la ley del cuadrado inverso, al duplicar la distancia desde la fuente, se pierden 6 dB. En el campo próximo no se cumple esta ley, pero en el campo lejano sí. La presión desciende gradualmente y termina al alcanzar el ruido ambiente.

Absorción atmosférica: el sonido se atenúa por la absorción del aire, aunque muy poco.

Reflexión y difracción por obstáculos: la reflexión se produce cuando el sonido se encuentra con un obstáculo y rebota; la difracción se produce cuando el sonido se encuentra con un obstáculo y lo atraviesa.

Si la longitud de onda es más pequeña que el obstáculo, habrá reflexión. Si es similar, habrá algo de reflexión y algo de difracción. Si es mayor,...

El modelo IS-LM en economía cerrada y la balanza comercial

En una economía cerrada, la demanda agregada se define como DA = C + I + G = A(Y, i). La curva IS se expresa como Y = α G(A − bi), donde A es distinto de A.

Economía abierta

En una economía abierta, la demanda agregada incorpora las exportaciones netas: DA = C + I + G + XN, siendo A = C + I + G, A = A(Y, i), XN = XN(Y, Y_f, R) y DA = A(Y, i) + XN(Y, Y_f, R).

La curva IS queda definida como Y = A(Y, i) + XN(Y, Y_f, R). Los aumentos de Y_f y de R desplazan la curva IS.

Efectos de los cambios en Y_f y R

1) Si aumenta Y_f, suben las ventas al extranjero (X), sube XN, DA, y la IS se desplaza a la derecha.

2) Si aumenta R, baja X, sube la importación (Q), baja XN, y la IS se desplaza a la izquierda....

Introducción a la Física Moderna

La física moderna abarca el estudio de los fenómenos a escalas macroscópicas y microscópicas extremas, integrando conceptos fundamentales de la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad.

Principios Fundamentales

• Mecánica Cuántica: Estudio del comportamiento de la materia y la energía a escala atómica y subatómica.
• Relatividad Especial y General: Análisis del espacio-tiempo y la gravedad propuesto por Albert Einstein.
• Termodinámica Avanzada: Comprensión de la entropía y la transferencia de energía en sistemas complejos.

Dinámica de Sistemas Complejos

Los sistemas complejos en la física requieren un enfoque matemático riguroso para modelar su comportamiento no lineal y las interacciones entre...

Conceptos fundamentales de la estructura atómica

Masa atómica

La masa atómica puede considerarse como la suma total de protones y neutrones en un solo átomo (cuando el átomo no tiene movimiento).

Número atómico

El número atómico es un número entero positivo que es igual al número total de protones en el núcleo del átomo.

Número másico

El número másico representa el número de protones y neutrones.

Isótopos

Los isótopos son átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente de neutrones y, por lo tanto, difieren en masa atómica.

Orbital atómico

Un orbital atómico es una solución particular, espacial e independiente del tiempo a la ecuación de Schrödinger para el caso de un electrón sometido a un potencial...

Acústica: estudio de las propiedades del sonido
Física atómica: estudia la estructura y las propiedades del átomo
Criogenia: estudia el comportamiento de la materia a temperaturas extremadas
Electromagnetismo: estudia los campos eléctricos y magnéticos las cargas eléctricas que las generan
Física de partículas: se dedica a la investigación de las partículas elementos, sus propiedades y su comportamiento
Dinámica de fluidos: estudia el comportamiento de los ácidos y gases en movimiento
Geofísica: es la aplicación de la física al estudio de la tierra, incluye los campos de la hidrología, la meteorología, la oceanografía, la sismología y la vulcanología
Física matemática: estudia las matemáticas en relación con los fenómenos...

velocidad media:es un vector q tiene la misma direccion y sentido q el vector desplazamiento y su modulo se obtiene de dividir el modulo del desplazamiento por el tiempo transcurrido.si es menor q 1 entonces el modulo de la Vm seria mayor que el modulo de desplazamiento: .si es =a 1 el modulo de la Vm coincide cn el desplazamiento:.si es mayor q 1 entonces el modulo de Vm seria menor q el desplazamiento.velocidad instantanea:como su nombre indica es la velocidad q tiene un movil en un instante determinado (la velocidad en un punto dado su trayectoria).la velocidad es tangente en ese punto.la velocidad instantanea se define como el limite al q tiende la Vm cuando el tiende a 0: .movimiento rectilineo:es decir,la trayectoria es una linea...

Características generales del movimiento
- Un cuerpo está en movimiento cuando su posición cambia respesto de otro objeto o de un punto.
- La trayectoria es la línea imaginaria que describe un cuerpo al dezplazarse.
- El desplazamiento es la diferencia de posición que ocupa un cuerpo entre 2 instantes determinados de tiempo.
- La velocidad media es la distancia recorrida en la unidad de tiempo:

- La velocidad instantánea es la velocidad de un cuerpo en cierto momento o en un determinado punto de la trayectoria.
- La aceleración media es la varación de la velocidad en un determinado intervalo de tiempo:

Movimiento rectilíneo uniformemente variado
- Un cuerpo en movimiento describe un movimiento rectilíneo uniformemente variado cuando mantiene...

La aceleración es la magnitud física que mide la tasa de variación de la velocidad respecto del tiempo. Es una magnitud vectorial con dimensiones de longitud/tiempo² (en unidades del sistema internacional se usa generalmente [m/s²]). No debe confundirse la celeridad con la aceleración, pues son conceptos distintos, acelerar no significa ir más rápido, sino cambiar de velocidad a un ritmo dado.

Aceleración media e instantánea

Se define la aceleración media como la relación entre la variación o cambio de velocidad de un móvil y el tiempo empleado en dicho cambio de velocidad:

Donde a es aceleración,...