Fundamentos fisicos de la neumática

scarcelp

9 Dec 201604:00

Summary

TLDREl script del video ofrece una introducción al funcionamiento de los sistemas neumáticos, comenzando con la definición de la presión y la presión atmosférica, que se considera como una constante de 100 kilopascales a nivel del mar. Se explica que las mediciones de presión relativa se toman con la presión atmosférica como punto de referencia. Además, se destaca que el aire, al no tener forma propia, adopta la del recipiente que lo contiene y que al comprimirlo, se almacena energía que puede ser utilizada para realizar trabajos mecánicos, como mover un objeto. Se ilustra con ejemplos cómo la energía mecánica se puede convertir en aire comprimido y viceversa. Se estudia la relación entre volumen y presión, descrita por la fórmula v/p = constante, y se demuestra con un ejemplo práctico cómo la presión aumenta cuando el volumen disminuye y viceversa. Finalmente, se aplica esta relación para calcular la presión de salida de un compresor con una relación de compresión de 7 a 1, encontrando que la presión de salida es de 700 kilopascales, lo que indica un aumento de presión de 600 kilopascales por parte del compresor.

Takeaways

📘 La presión atmosférica es una constante a nivel del mar de 100 kilopascals (kPa).
📙 Las mediciones de presión relativa toman como referencia la presión atmosférica y se representan sin subíndice.
📕 La presión del cero absoluto es 100 kilopascals por debajo de la presión relativa.
📗 La energía mecánica puede ser convertida en aire comprimido y almacenada en un recipiente, como un globo.
📒 Cuando se libera el aire comprimido, puede utilizarse para realizar trabajos, como mover un objeto.
📔 La relación entre volumen y presión se describe por la fórmula V/P = constante, donde V es el volumen y P es la presión.
📃 Al reducir la cantidad de volumen, la presión aumenta proporcionalmente, y viceversa.
📑 Un ejemplo práctico de conversión de energía es el uso de presión de aire para acelerar una fuerza y luego convertir esa energía en movimiento mecánico.
📓 Un compresor con una relación de compresión de 7 a 1 aumenta la presión en 600 kPa, si la presión de entrada es de 100 kPa.
📔 La presión absoluta es la suma del vacío más la presión relativa, y es fundamental para entender la energía almacenada en un sistema.
📖 El conocimiento de los fundamentos físicos ayuda a comprender mejor los sistemas neumáticos y su funcionamiento.

Q & A

¿Qué es la presión atmosférica y cómo se mide?
-La presión atmosférica es la fuerza con que el aire pesa sobre la superficie de la Tierra y está presente en todas partes. Se mide en kilopascales (kPa) y se considera una constante a nivel del mar de 100 kPa.
¿Qué es la presión relativa y cómo se relaciona con la presión atmosférica?
-La presión relativa es la diferencia entre la presión en un punto y la presión atmosférica a nivel del mar. Se toma como referencia el nivel del mar y se mide en kPa, indicando la diferencia con respecto a la presión estándar.
¿Cómo se define el vacío en términos de presión?
-El vacío es cualquier presión que esté por debajo de la presión atmosférica. Se refiere a un estado donde el espacio está libre de partículas o donde la presión es menor a la presión atmosférica.
¿Cómo se relaciona la energía mecánica con el aire comprimido?
-Cuando el aire se comprime, está almacenando energía. Al liberar el aire comprimido de su recipiente, esta energía almacenada puede utilizarse para realizar trabajos, como mover un objeto, convirtiendo así la energía potencial en energía mecánica.
¿Cómo se describe la relación entre el volumen y la presión en un cilindro?
-La relación entre el volumen y la presión en un cilindro se describe por la fórmula v/p = constante. Esto significa que para un gas ideal en un recipiente cerrado, el producto de su volumen y presión es constante a una temperatura constante.
¿Cómo se calcula la presión de salida de un compresor si se conoce la relación de compresión y los volúmenes inicial y final?
-Se utiliza la fórmula de la relación de compresión, que es p_final/p_inicial = V_inicial/V_final. Conociendo los volúmenes inicial y final, y la presión inicial, se puede calcular la presión final.
¿Qué es la presión de cero absoluto y cómo se relaciona con la presión relativa?
-La presión de cero absoluto es la presión mínima posible, la cual se encuentra 100 kilopascals por debajo de la presión relativa. La presión absoluta es la suma del vacío (por debajo de la presión atmosférica) más la presión relativa.
¿Cómo se puede utilizar el aire comprimido para realizar trabajo?
-El aire comprimido puede utilizarse para realizar trabajo al liberarlo de su recipiente. Al hacerlo, la energía almacenada en forma de presión se convierte en energía mecánica que puede mover objetos o realizar otras tareas.
¿Por qué el aire comprimido es capaz de realizar trabajo?
-El aire comprimido es capaz de realizar trabajo porque al comprimir se le está almacenando energía. Cuando se libera, esta energía se transforma en movimiento o en otro tipo de energía mecánica.
¿Cómo se relaciona la presión con el volumen en un compresor?
-En un compresor, la presión aumenta a medida que el volumen disminuye. Esto se debe a que el aire se comprime en un espacio más reducido, lo que aumenta su densidad y, por lo tanto, su presión.
¿Cómo se calcula la presión de salida de un compresor si se conoce el volumen inicial y final y la presión de entrada?
-Se utiliza la relación de compresión para calcular la presión de salida. Si se conocen el volumen inicial (V_inicial), el volumen final (V_final) y la presión de entrada (P_inicial), se puede encontrar la presión de salida (P_final) usando la fórmula: P_final = (V_inicial / V_final) * P_inicial.
¿Cómo se demuestra la conversión de energía en el ejemplo del camión de juguete?
-En el ejemplo del camión de juguete, la presión de aire comprimido se aplica directamente al cilindro. La fuerza del aire comprimido acelera el movimiento, lo que a su vez se convierte en energía mecánica que levanta una carga, demostrando así la conversión de energía de presión a movimiento.

Outlines

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😀 Principios básicos de física y neumáticos

Este párrafo introduce los fundamentos físicos para entender mejor los sistemas neumáticos. Define la presión atmosférica como una constante en el nivel del mar de 100 kilopascals (kPa), y la presión relativa como las mediciones tomadas con respecto a esta presión. Además, se explica que la presión absoluta es la suma del vacío más la presión relativa. Se menciona que el aire comprimido almacena energía que puede ser utilizada para realizar trabajos mecánicos, como mover un objeto.

🔧 Conversión de energía mecánica a aire comprimido

Este párrafo habla sobre la conversión de energía mecánica en aire comprimido y viceversa. Describe cómo la energía mecánica de una bomba que se mueve alternativamente puede convertirse en aire comprimido, y luego almacenarse en un recipiente como un globo. Cuando se necesita, esta energía puede ser reconvertida en energía mecánica. Se da un ejemplo con un camión de juguete y otro con la presión de aire aplicada directamente a un cilindro, donde la fuerza acelerada por el aire comprimido es convertida nuevamente en energía mecánica levantando una carga.

🔄 Relación entre volumen y presión

Este párrafo examina la relación entre el volumen y la presión. Se describe la fórmula v/p = constante, que representa que el producto de volumen y presión permanece constante. Se verifica esta relación con un ejemplo práctico: un cilindro de 2 litros a una presión de 100 kPa. Al reducir la cantidad de volumen, la presión aumenta proporcionalmente, manteniendo el producto constante. Este concepto es fundamental para entender cómo funciona un compresor neumático.

📐 Aplicación práctica de la relación volumen-presión

Este párrafo explora cómo aplicar la relación volumen-presión en la práctica. Se presenta un ejemplo de un compresor con una relación de compresión de 7 a 1. Se utiliza la fórmula v/p = constante para determinar la presión de salida, partiendo de un volumen inicial de 7 litros y un volumen final de 1 litro, a una presión atmosférica de 100 kPa. Al aplicar los valores, se calcula que la presión de salida es de 700 kPa, lo que significa que el compresor ha incrementado la presión en 600 kPa.

Mindmap

Keywords

💡presión

La presión es una magnitud física que indica la fuerza ejercida por un fluido (como el aire o un gas) sobre una superficie en un punto determinado. En el video, se discute la presión atmosférica y la presión relativa, que son conceptos fundamentales para entender cómo funcionan los sistemas neumáticos. La presión atmosférica se mide en kilopascales y es la base para las mediciones de presión en los manómetros neumáticos.

💡presión atmosférica

La presión atmosférica es la fuerza que ejerce la atmósfera sobre la superficie de la Tierra. Se considera una constante y se utiliza como punto de referencia para las mediciones de presión. En el video, se menciona que la presión atmosférica es de 100 kilopascales a nivel del mar.

💡presión relativa

La presión relativa es la diferencia entre la presión en un punto y la presión atmosférica. Es utilizada en los manómetros para medir la presión en los neumáticos en relación con la presión ambiente. En el script, se indica que las mediciones sin un subíndice representan presión relativa.

💡presión absoluta

La presión absoluta es la suma de la presión relativa y el vacío. Se refiere a la presión total en un sistema, tomando como referencia el cero absoluto. En el video, se explica que cualquier presión por debajo de la presión relativa se denomina vacío.

💡energía mecánica

La energía mecánica es el tipo de energía que se relaciona con el movimiento de un objeto. En el contexto del video, se discute cómo la energía mecánica de una bomba de aire comprimido puede ser almacenada y luego convertida en movimiento, como en el caso del camión de juguete que se menciona.

💡aire comprimido

El aire comprimido es el resultado de haber comprimido el aire en un espacio reducido. Al comprimir el aire, se almacena energía que puede ser utilizada para realizar trabajos mecánicos. En el video, se ilustra cómo el aire comprimido puede ser liberado para mover objetos o realizar tareas.

💡recipiente

Un recipiente es un espacio cerrado donde se puede almacenar un fluido, como el aire comprimido. En el video, se menciona que el aire no tiene forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene, lo que es crucial para la comprensión de cómo se almacena el aire comprimido.

💡volumen

El volumen es la cantidad de espacio ocupado por un objeto o fluido. En el video, se discute la relación entre el volumen y la presión, que se describe mediante la fórmula v/p = constante. Esta relación es fundamental para entender cómo varía la presión cuando el volumen cambia.

💡fórmula v/p = constante

Esta fórmula representa la ley de Boyle, que establece que, para un gas ideal a una temperatura constante, la presión y el volumen son inversamente proporcionales. En el video, se utiliza esta fórmula para demostrar cómo la presión aumenta cuando disminuye el volumen y viceversa.

💡compresor

Un compresor es una máquina que aumenta la presión de un gas, como el aire, reduciendo su volumen. En el video, se utiliza un ejemplo de un compresor con una relación de compresión de 7 a 1 para explicar cómo se calcula la presión de salida basándose en el volumen inicial y final.

💡relación de compresión

La relación de compresión es la proporción entre el volumen de entrada y el volumen de salida en un compresor. En el script, se menciona una relación de compresión de 7 a 1, lo que significa que el volumen de aire que entra en el compresor es siete veces el volumen de aire que sale.

Highlights

La presión atmosférica está presente en la Tierra por todas partes y generalmente se considera como una constante a nivel del mar de 100 kilo pascal.

Las mediciones de presión tomadas utilizando la presión atmosférica como punto cero se conocen como presión relativa.

La presión del cero absoluto se encuentra 100 kilos pascal por debajo de la presión relativa.

La presión absoluta es la suma del vacío más la presión relativa.

El aire, al no tener forma propia, adopta la forma del recipiente que lo contiene.

Al comprimir aire, se está almacenando energía que puede utilizarse para realizar trabajos.

La energía mecánica de una bomba que se mueve alternativamente puede convertirse en aire comprimido.

La energía almacenada en un recipiente, como un globo, puede convertirse de nuevo en energía mecánica.

La presión de aire aplicada directamente al cilindro puede convertirse en energía mecánica levantando una carga.

La relación entre el volumen y la presión se describe por la fórmula V/P = constante.

El producto de volumen y presión para todos los volúmenes permanece constante.

Un compresor con una relación de compresión de 7 a 1 puede utilizarse para determinar la presión de salida.

La fórmula V/P permite calcular la presión de salida a partir del volumen inicial y final.

La presión de salida del compresor se calcula como 700 kilos pascal restando la presión de entrada.

El compresor incrementa la presión en 600 kilos pascal.

La comprensión de los sistemas neumáticos y su funcionamiento se mejora con el conocimiento de principios básicos de física.

Los manómetros montados en los circuitos neumáticos indican la presión relativa a partir de la presión atmosférica.

La energía mecánica se puede convertir en aire comprimido y luego almacenar en un recipiente para su uso posterior.