Fundamentos de Termodinámica, Presión y Magnitudes Eléctricas

1. Tipos de Termómetros

• Termómetros de cristal con mercurio.
• Termómetros de reloj con bimetal.
• Termómetros con sonda a distancia por termopar.
• Termómetros sin contacto.

2. Definición y Naturaleza del Calor

El calor es la energía que posee un cuerpo debida a su temperatura; el calor fluye de un cuerpo caliente a uno frío. Las moléculas vibrantes del cuerpo caliente activan con sus choques a las del cuerpo frío, calentándolo. La unidad de medida del calor es la caloría, que se define como: la cantidad de calor necesaria para elevar un grado centígrado un gramo de agua.

3. Métodos de Transferencia de Calor

• Conducción: ocurre cuando hay un contacto directo entre dos cuerpos. Por ejemplo, al tocar un objeto caliente o frío.
• Radiación: calentamiento a distancia. Por ejemplo, el calor del sol, o el que desprende el fuego o una estufa, se transmite sin contacto, pero podemos sentir el calentamiento a una cierta distancia.
• Convección: el calor es transportado por un fluido que se calienta y se desplaza hasta tocar el otro cuerpo. Por ejemplo, el secador de pelo o una estufa tipo convector.

4. Potencia y Trabajo

La potencia de una máquina nos indica su capacidad para producir trabajo. Si una máquina es más potente que otra, realiza el mismo trabajo en menos tiempo. Se mide en Watios (W).

5. Rendimiento y Coeficiente de Prestaciones (COP)

El rendimiento se simboliza habitualmente con la letra η (aunque en algunos contextos se use el símbolo +) y nos indica el tanto por ciento de energía que se aprovecha; es decir, nos indica si la máquina es adecuada al trabajo que realiza. El rendimiento es un valor entre 0 y 1. Una máquina muy eficiente tiene un rendimiento cercano a 1, mientras que una máquina poco eficiente tiene un rendimiento bajo.

COP (Coeficiente de Prestaciones): la potencia calorífica útil es mayor que la eléctrica suministrada al equipo, ya que a la potencia útil se le suma la energía tomada del exterior. A este rendimiento se le denomina Coeficiente de Prestaciones.

6. Unidades de Medida de Presión

Utilizaremos normalmente las siguientes unidades:

• Pascal: 1 Newton / metro cuadrado. Símbolo Pa.
• Kp/cm² (o kg/cm²): Kilopondio / centímetro cuadrado.
• Metro de columna de agua: m.c.a.
• Milímetro de columna de agua: mm.c.a.
• Milímetros de mercurio: mm.Hg.
• Bar y milibar: 0,001 Bar.

7. Escalas de Presión Comunes

1. kPa o kp/cm²
2. mm.c.a o mbares
3. bar o kg/cm²

8. Presión Atmosférica y Vacío

Se entiende por vacío a las presiones inferiores a la atmosférica, que es de 1.013 mbar o 760 mm.Hg, y se mide con el vacuómetro.

9. Definición de Caudal

El caudal nos indica el volumen de un fluido que circula por unidad de tiempo, es decir, la cantidad de líquido o de gas que está pasando por un conducto o tubería. El caudal de un líquido o gas se mide normalmente en Litros por segundo (L/s) o metros cúbicos por hora (m³/h).

10. Magnitudes Eléctricas Fundamentales

• Tensión: también llamada Voltaje, es la diferencia de potencial entre dos conductores. Se mide en Voltios (V). El aparato de medida se denomina voltímetro. Para medir, lo conectaremos a dos conductores del circuito.
• Intensidad aparente: cantidad de corriente que circula. Se mide en Amperios (A). El aparato se llama amperímetro (o pinzas amperimétricas). Se suele medir haciendo pasar el conductor por dentro de la pinza.
• Tipo de corriente: continua o alterna; monofásica o trifásica. La tensión eficaz usual en la red de distribución europea es de 400 Voltios entre fases y 230 Voltios entre fase y neutro.
• Factor de potencia o cos φ: nos indica la parte de intensidad activa del total medido o aparente que utiliza el motor. Su valor suele estar entre 0,8 y 0,9.
• Potencia eléctrica: se mide en Watios (W) o Kilowatios (kW) (1.000 Watios).