clase-11

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jueves 24 octubre 2024

repaso y ejercicios unidades

ecuaciones importantes de calor y temperatura

ecuación de los gases ideales

$$P \cdot V = n \cdot R \cdot T$$

donde

$$R = 9.31 \frac{J}{mol K}$$

siempre expresamos la temperatura T en Kelvin, abreviado K. recordamos que una diferencia de 1 grado Celsius es igual a 1 grado Kelvin.

$$\Delta T_{Celsius} = \Delta T_{Kelvin}$$

• condiciones estándar en gases ideales
• calor
• transferencia de calor
• leyes de la termodinámica
• temperatura
• expansión térmica

$$K = C + 273$$

la presión la medimos en Pascales (Pa), que equivale a

$$ Pa = \frac{N}{m^2}$$

un valor típico de presión, es la presión atmosférica al nivel del mar:

$$presión_{atmosférica} \approx 100 kPa$$

la ecuación de transferencia de calor postula que la transferencia de calor Q de un cuerpo está dada por el producto entre su masa, su capacidad calórica específica, y la diferencia de temperatura.

$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$

las unidades son:

• Q: calor (J)
• m: masa (kg)
• c: capacidad calórica específica (J/(kg K))
• T: temperatura (K)

si un sistema está aislado, la suma de los calores es 0.

$$Q_{1} + Q_{2} + Q_{3} + ... = 0$$

ecuaciones importantes de ondas y sonido

unidades importantes de una onda:

1. amplitud, se mide en metros.
2. frecuencia, se mide en Hz.
3. fase, se mide en radianes.

una onda sinusoidal se puede definir por estas tres características:

• amplitud (A): distancia entre el punto de equilibrio y el desplazamiento máximo, se mide en metros.
• periodo (T): tiempo que demora la onda en repetirse, se mide en segundos.
• frecuencia (f): inverso del periodo, se mide en Hz.

otro parámetro importante para el estudio de ondas, que usaremos cuando medimos su velocidad es la longitud de onda.

• longitud de onda (lambda): distancia entre repeticiones de la onda, se mide en metros.

$$lambda = \lambda$$

relaciones entre mundo físico y perceptual:

• la amplitud de una onda de sonido la percibimos como volumen.
• la frecuencia de una onda de sonido la percibimos como altura.
• la fase de una onda no produce un cambio perceptual.

velocidad del sonido: a 20 Celsius, es de 343 metros por segundo, y es la velocidad que usaremos en este curso.

$$v_{sonido} = 343 \cdot \frac{m}{s}$$

la ecuación que relaciona la velocidad, longitud y frecuencia de una onda es:

$$v_{sonido} = \lambda_{onda} \cdot f_{onda} = constante$$

ecuación de efecto Doppler:

$$f = f_{original} \cdot \frac{v_{sonido} \mp v_{receptor}}{v_{sonido} \mp v_{fuente}}$$

para efectos de este curso, asumiremos que la velocidad del receptor es 0, y solamente nos concentraremos en la velocidad de la fuente.

$$f = f_{original} \cdot \frac{v_{sonido}}{v_{sonido} \mp v_{fuente}}$$

sabemos que cuando una fuente se acerca a nosotros, la frecuencia percibida es mayor, y cuando se aleja, la frecuencia percibida es menor.

con eso, sabemos que cuando la fuente se acerca, el signo es negativo, y cuando se aleja, el signo es positivo.