Energía cinética, potencial y Ley de Coulomb

Energía cinética

Es una formula que sirve para calcular la energía cinética de los cuerpos con determinada masa y volumen.

 

E= (1/2)(m)(v)2

 

E: Energía cinética

m: Masa

v: Volumen

 

Esta fórmula fue propuesta por Albert Einstein.

 

Energía potencial 

 

Energía potencial gravitacional Es una formula que sirve para calcular la energía gravitacional de un cuerpo según determinado peso y altura.

Ep: (P)(h)

Ep: Energía potencial
P: Peso [p= (m) (9.8m/s2)]
h: altura

Formulada por Wilem's Gravesande

 Ley de Coulomb

Es una formula que sirve para calcular la fuerza de atracción entre dos determinadas cargas eléctricas según la constante de Coulomb y determinada distancia.

F= K[(q1)(q2)/r2]

F: Fuerza de atracción en Newtons.
K: Constante de Coulomb 9x10a la 9
q1 y q2: Cargas eléctricas.
r: Distancia entre las cargas.

El físico francés Charles-Augustin de Coulomb la enunció en 1785 y forma la base de la electroestática.

Cargas Eléctricas

Es una formula que se deriva de la ley de Coulomb y sirve para calcular determinadas cargas eléctricas.

q1 o q2: (F)(r2)/(K)(q1 o q2)

Ley de Boyle, de Charles y Gay-Lussac

Ley de Boyle
"A una temperatura constante y para una masa dada de un gas, el volumen del gas varía de manera inversamente proporcional  a la presión absoluta que recibe"

Son cuatro fórmulas que sirven para calcular las presiones y volúmenes uno y dos de un cuerpo.

P1V1=P2V2

P1=(P2)(V2)/V1
V1=(P2)(V2)/P1
P2=(P1)(V1)/V2
V2=(P1)(V1)/P2

P: Presión 1 o 2
V: Volumen 1 o 2

Fomulada por el físico y químico irlandés Robert Boyle y el físico y botánico francés Edme Mariotte.

Ley de Charles
"A una presión constante y para una masa dada de un gas, el volumen del gas varía de manera directamente proporcional a su temperatura absoluta"

Son cuatro fórmulas que sirven para calcular el volumen o la temperatura uno y dos de determinado cuerpo.

V1/T1=V2/T2

V1=(V2)(T1)/T2
T1=(T2)(V1)/V2
V2=(V1)(T2)/T1
T2=(V2)(T1)/V1

V: Volumen 1 o 2
T: Temperatura 1 o 2

 Desarrollada por Jacques Charles.

Ley de Gay-Lussac
"A un volumen constante y para una masa determinada de un gas, la presión absoluta que recibe es directamente proporcional a su temperatura absoluta"

Son cuatro fórmulas que sirven para calcular la presión o la temperatura uno o dos de determinado cuerpo.

P1/T1=P2/T2

P1=(T2)(T1)/T2
T1=(T2)(P1)/P2
P2=(P1)(T2)/T1
T1=(P2)(T1)/P1

P: Presión 1 o 2
T: Temperatura 1o 2

 Esta ley fue enunciada en 1802 por el físico y químico francés Louis Joseph Gay-Lussac

Ley de termodinámica

Termodinámica: Es la rama de la física que se encarga del estudio, transformación del calor en trabajo.
Sistema termodinámico: Es alguna porción de materia que separamos del resto del universo por medio de un limite o frontera con el propósito de poder estudiarlo.
Sistema abierto: Se puede meter mas materia y energía.
Sistema cerrado: Se puede meter mas materia pero energía no.

Sistema Aislado:  No Se Puede materia metro ni Energía.

Energía interna: Suma de las energías cinética y potencia de las moléculas individuales que lo constituyen.

Energía cinética: 1/2 mv 2

 ? U = Uf - Ui

? U = Variación de la Energía interna expresada en julios (J)

Ui = Energía interna inical en Joule (J)

Uf = Energía interna definitiva en Joule (J)

1 cal = 4,2 J

1 J = 0,24 Cal

? U = ƍ - W

? U = Variación de la energia interna del Sistema de cal o J

ƍ = Calor Que entra o venta del Sistema en cal o J

W = Trabajo efectuado o Realizado por El Sistema del cal o J

Energia Cinética:

EC = 1/2 · m · v ²

Ec = Kg · m ² / s ² = Joule

Energia Potencial gravitacional:

EPG = p · h   -> P = m · g ->   g = 9,8 m / s ²

Calor latente de fusión y de evaporación.

Calor latente de fusión
El calor latente de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para cambiar un gramo de solido a un gramo de liquido sin variar su temperatura.

Ϩ f =  ƍ / m      ƍ = (m) (Ϩ f)
 

Ϩ f = Calor latente de fusión (cal / gr)

ƍ = Calor suministrado (cal)

m = Masa de la Sustancia

Sustancia	En cal/gr.
Agua	80
Hierro	6
Cobre	42
Plata	21
Platino	27
Oro	16
Mercurio	2.8
Plomo	5.9

Calor latente de evaporización
El calor latente de evaporización de una sustancia es la cantidad de calor que requiere cambiar un gramo de liquido a un gramo de vapor, manteniendo constante su temperatura.

Ϩ f =  ƍ / m      ƍ = (m) (Ϩ v)
 

Ϩ f = Calor latente de evaporización (cal / gr)

ƍ = Calor suministrado (cal)

m = Masa de la Sustancia
 

Sustancia	En cal/gr.
Agua	540
Nitrógeno	48
Helio	6
Aire	51
Mercurio	65
Alcohol etílico	204
Bromo	44

Ambas se derivan de la ley cero de la termodinamica de Ralph Fowler.

Intensidad de radiación solar, Capacidad calorífica, Calor específico y Cantidad de calor.

Intensidad de la Radiación Solar

Es la formula que sirve para calcular la potencia que el sol despide sobre determinada área durante determinada duración de tiempo.

Potencia= Energía liberada (58.8 Kj)/ tiempo (En seg.)

Esta basada en la ley de Planck. 

Capacidad calorífica

Es una formula que sirve para calcular la cantidad de calor cedida o absorbida por un cuerpo.

C=ɅQ/ɅT

C= Capacidad calorífica.

Q= Cantidad de calor.

T=Diferencia de temperaturas. 

Ʌ=Diferencia.

Calor específico

Es una formula para calcular cuanto calor por gramo se necesita para elevar un grado centrígrado la temperatura de un cuerpo.

Ce=ɅQ/(m)(ɅT)

Ce: Calor específico. 

Q: Cantidad de calorías.

m: Masa

T: Temperatura.

Ʌ: Diferencia 

Cantidad de calor

Es una formula que sirve para calcular la cantidad de calor cedida o absorbida por un cuerpo.

ɅQ=(m)(Ce)(ɅT)

ɅQ: Cantidad de calor.

m: Masa

Ce: Calor específico.

T: Temperatura. 

Ʌ: Diferencia.

Sustancia	Ce(cal/°C)
Agua	1.00
Hielo	0.50
Vapor	0.48
Hierro	0.113
Cobre	0.093
Aluminio	0.0217
Plata	0.056
Vidrio	0.199
Mercurio	0.033
Plomo	0.031
Aire	0.337

Todas ellas formuladas por Joseph Black. 

Dilatación lineal, cuadrática, volumétrica y sus coeficientes.

Dilatación lineal 

 Es una formula con la que se calcula la longitud final de un cuerpo de determinado material, cuando se expande gracias al calor.

Lf= Lo[1+a(Tf-To)]

Lf: Longitud final en metros.

Lo: Longitud inicial en metros.

Tf: Temperatura final en °C.

To: Temperatura inical en °C.

a: Coeficiente de dilatación lineal.

Coeficiente de dilatación lineal

 Es una formula que sirve para identificar de que material está hecho un cuerpo con determinada dilatación lineal.

a= Lf- Lo/Lo(Tf-To)

a: Coeficiente de dilatación cúbica.

Lf: Longitud final en metros.

Lo: Longitud inicial en metros.

Tf: Temperatura final en °C.

To: Temperatura inical en °C.

Material	α (°C-1)
Hormigón	1.2 x 10-5
Acero	1.2 x 10-5
Hierro	1.2 x 10-5
Plata	3.0 x 10-5
Oro	1.5 x 10-5
Invar	0,04 x 10-5
Plomo	3.0 x 10-5
Zinc	2.6 x 10-5
Aluminio	2.4 x 10-5
Latón	1.8 x 10-5
Cobre	1.7 x 10-5
Vidrio	0.7 a 0.9 x 10-5
Cuarzo	0.04 x 10-5
Hielo	5.1 x 10-5
Diamante	0.12 x 10-5
Grafito	0.79 x 10-5

Dilatación cuadrática 

 Es una formula que ayuda a calcular la dimensión final de una superficie de determinada figura.

Af= Ao [1+Y(Tf-To)]

Af: Área final en metros cuadrados.

Ao: Área inical en metros cuadrados.

Tf: Temperatura final en °C.

To: Temperatura inical en °C.

Y: Coeficiente de dilatación cúbica. 

Coeficiente de dilatación cuadrática 

 Es una formula que ayuda a identificar el material de la figura que tiene determinada dilatación cuadrática

Y=Af-Ao/ Ao(Tf-To)

Af: Área final en metros cuadrados.

Ao: Área inical en metros cuadrados.

Tf: Temperatura final en °C.

To: Temperatura inical en °C.

Sustancia	Y(1/°C)
Hierro	23.4x10-6
Aluminio	44.8x10-6
Cobre	33.4x10-6
Plata	36.6x10-6
Plomo	54.6x10-6
Níquel	25x10-6
Acero	23x10-6
Zinc	70.8x10-6
Vidrio	14.6x10-6
Oro	3x10-6

Dilatación volumétrica 

 Es una formula para calcular la dilatación de un cuerpo con volumen.

Vf= Vo[1+B (Tf-To)]

Vf: Volumen final en metros cúbicos.

Vo: Volumen inicial en metros cúbicos. 

Tf: Temperatura final en °C.

To: Temperatura inical en °C.

B: Coeficiente de dilatación cúbica. 

Coeficiente de dilatación cúbica.

Es una fórmula que ayuda a calcular de qué material está hecho un cuerpo con determinado volumen y temperaturas.

B=3a 

Sustancia	B(°C -1)
Hierro	35.1x10-6
Aluminio	67.2x10-6
Cobre	50.1x10.6
Acero	34.5x10-6
Vidrio	21.9x10-6
Mercurio	182x10-6
Glicerina	482x10-6
Alcohol etílico	746x10-6
Petróleo	895x10-6
Gases a 0°C	1/273

Todas éstas fueron formuladas por el físico Gay-Lussac. 

Rapidez, potencia y temperatura de radiación

Rapidez de radiación

Es una formula que sirve para calcular la rapidez de radiación en cuerpos con determinada temperatura en grados Kelvin.

R= e· Ϭ · T⁴

Potencia de radiación

Es una formula que ayuda a calcular la potencia de radiación en cuerpos con determinada área y temperatura.

P= Ϭ · e · A · T⁴

Temperatura de radiación 

Es una formula que sirve para calcular la temperatura en cuerpos con determinada radiación.

T= ⁴√ R / e · Ϭ