Fsica

FluidosLnea de flujo: Trayectoria descripta por una partcula de flujo en movimiento. Si cada partcula que pasa por un punto dado sigue la misma lnea de flujo que las partculas precedentes se trata de un flujo estable o estacionario.

Lnea de corriente: Curva cuya tangente, en un punto cualquiera, tiene la direccin de la velocidad del fluido en ese punto. En un rgimen estacionario las lneas de corriente coinciden con las de flujo.

Caudal: volumen que atraviesa una seccin de la misma en la unidad de tiempo. Siempre es constante.

y Teorema de Bernoulli: Se basa en la conservacin de la energa. Es la variacin que experimenta la energa cintica de un cuerpo. Es igual a la suma de los trabajos de las fuerzas exteriores que actan sobre el cuerpo. Matemticamente se expresa:

Teorema de Torricelli: Es una aplicacin del teorema de Bernoulli mediante la cual se calcula el flujo de un lquido que sale por un orificio. Entonces, partiendo del teorema de Bernoulli, si tomamos como punto 1 el borde de un tanque lleno y como punto 2 el orificio de salida situado al ras del suelo, podemos decir que:

Como las presiones estn igualadas a la atmsfera se cancelan.

Como vel1 es = 0, porque el agua est quieta adentro del tranque se cancela ese trmino, al igual que lo que pasa en el trmino por ser h2 = 0 ya que el agujero est al ras del suelo.

Adems, por tratarse del mismo lquido, en este caso agua, las densidades pueden ser canceladas.

Entonces, al simplificar y despejar vel2, obtenemos la expresin matemtica del teorema de Torricelli

Viscosidad: Es la propiedad inversa a la fluidez. Es la propiedad que tienen los lquidos de ofrecer resistencia a la deformacin. Vara con la temperatura. ( es el coeficiente de viscosidad. La unidad fsica es el Poise 1 Poise = . F = n x vA l

Siendo

F/A : es el esfuerzo cortante

v/l : variacin con el tiempo de la deformacin

n: coeficiente de viscosidad. La unidad fsica es el Poise.

Ley de Poiseuille: Sirve para calcular el caudal de un fluido que se mueve en un tubo, utilizando la resistencia hidrodinmica y las presiones.

Siendo la resistencia hidrodinmica una medida de la resistencia a la circulacin del fluido.

Entonces

Termodinmica

Termodinmica: estudia la energa calrica y las transformaciones de la materia y la energa. Predice si es posible o no algn evento bajo determinadas circunstancias, pero no aporta informacin acerca de la velocidad de un proceso.

Sistema termodinmico: porcin del universo que se elige para el estudio. Puede ser homogneo o heterogneo. A su vez podemos clasificarlos de acuerdo a como se lo separa del entorno como:- aislados: no hay intercambio de materia y energa - cerrados: no hay intercambio de materia con el medio- abiertos: intercambio de materia y energa con el medio

Variables de estado: propiedades que depende solamente del estado inicial y final, y no de cmo se llega a ellos. Por ej. : presin, temperatura y volumen.

Equilibrio termodinmico: implica un equilibrio trmico, mecnico y qumico.

Equilibrio qumico: Estado en el cual, en una reaccin qumica, no se modifican las concentraciones de los reactivos ni de los productos a menos que el sistema reciba una perturbacin externa.

= cte de equilibrio (depende de temperatura y los corchetes indican concentracin en Moles)

Factores que modifican el equilibrio qumico:

Aumentando la concentracin de sustancias

Disminuyendo la concentracin de sustancias

Modificando el volumen del recipiente

Modificando la temperatura del sistema

Agregando un catalizadorPrimer principio de la termodinmica: la energa no se crea ni se destruye, slo se transforma.

donde : variacin de energa interna desde un estado 1 a otro 2 Q : energa trmica W : cualquier otra forma de energa

La energa de un sistema puede ser interna (vibracin de sus molculas) o por la posicin del sistema (campo gravitatorio). En una transformacin se consideran dos clases de energa intercambiables entre el sistema y el medio ambiente: Q ( Sistema ( W

Entalpia: es una magnitud termodinmica cuya variacin expresa una medida de la cantidad de energa absorbida o cedida por un sistema.

Exotrmica: es aquella reaccin qumica que desprende calor. Endotrmica: reaccin qumica a la que hay que entregarle calor para que se produzca.

Aplicaciones del primer principio:

Calor de reaccin

Si una reaccin qumica se efectua a 1 atm. y son slidos o lquidos los que reaccionan, el termino es muy pequeo y se desprecia, por lo cual la ecuacin quedara como:

si durante la reaccin se producen o consumen gases:

para comparar el calor de reaccin se define un estado Standard, siendo el estado ms estable de una sustancia pura a una temperatura de 298K (25C) y a 1 atm de presin

Calor de formacin: variacin de Entalpia, cuando todas las sustancias de la reaccin estn en sus estados standard, que se origina cuando se forma dicho compuesto a partir de sus elementos.

Ley de Hess: la variacin trmica o entalpia a presin constante o volumen constante, de una reaccin qumica, es la misma tanto si se verifica directamente o en varias etapas.

Calor de combustin: calor que se desprende cuando se queman compuestos. Se determina en una bomba calorimtrica.

Calor o energa de enlace: es la cantidad de energa necesaria para romper un enlace de una sustancia covalente en estado gaseoso. Calor de dilucin

Calor de neutralizacin

Segundo principio de la termodinmica

Segunda ley de la termodinmica: en un proceso irreversible la entropa del universo aumenta y en uno reversible, la entropa del universo permanece constante

Entropa: funcin de estado que mide el desorden o caos molecular.

Energa libre:

Para juzgar si un proceso es espontneo, cuando se efecte a T y P = cte., solamente debemos calcular en energa libre. Si ser espontneo; si ser reversible y si se producir el proceso inverso espontneamente.

Energa libre standard de un proceso: variacin de energa libre asociada a la conversin de sustancias reaccionantes, en sus estados standard, en los productos de reaccin, en sus estados standard.

MatemticaDerivada: Geomtrica: Es la pendiente de la recta tangente a una funcin en un punto determinado de dicha funcin.

La derivada de una funcin f es aquella funcin denotada f, tal que su valor en cualquier punto x de su dominio est dado por:

F(x) = lim f (x+x) f(x) x(0 x

Mximo relativo: se dice que una funcin f tiene un valor mximo relativo en el punto c, si existe un intervalo abierto (a ; b) que contiene a c sobre el cual est definida la funcin f de modo que f (c) ( f (x) para todo x del intervalo considerado. Mnimo relativo: se dice que una funcin f tiene un valor mnimo relativo en el punto c si existe un intervalo abierto (a ; b) que contiene a c sobre el cual est definida la funcin f de modo que f (c) ( f (x) para todo x del intervalo considerado.

Extremo relativo: Cuando una funcin f tiene un valor mximo relativo o un valor mnimo relativo en el punto c, entonces decimos que la funciones tiene un extremo relativo en c. Punto crtico: si c es un nmero en el dominio de f y si f (c) = 0 f (c) no existe, entonces c se llama nmero o punto crtico de f. Funcin creciente: una funcin definida en un intervalo se dice que es creciente en ese intervalo si y slo si f (x1) < f (x2) ( x1 < x2 donde x1 y x2 son dos nmeros cualesquiera de ese intervalo. Si la derivada de una funcin en un punto es positiva, la funcin es creciente en dicho punto.Funcin decreciente: Anlogamente una funcin definida en un intervalo se dice que es decreciente en ese intervalo si y slo si f (x1) > f (x2) ( x1 < x2. Si la derivada de una funcin en un punto es negativa, la funcin es decreciente en dicho punto.

Si a la izquierda de un punto la derivada es positiva y a la derecha del mismo en negativa, en ese punto existe un mximo relativo.

Si a la izquierda de un punto la derivada es negativa y a la derecha es positiva en ese punto existe un mnimo relativo.

Continuidad: una funcin es continua en un punto a de su dominio si y slo si se verifica que lim f(x) = f(a) x(a

Condiciones para que una funcin sea continua: Que exista f(a), o sea, que pertenezca al dominio de la funcin.

Que exista lim f(x) = f(a) x(a

Que el lmite y el valor de la funcin en el punto coincidan.

Si alguna de estas tres condiciones no se cumple entonces la funcin estudiada no es continua en a.

QumicaDefiniciones de cido y base:

Arrhenius: todos los cidos se ajustan a la frmula HX y pueden disociarse dando H+ y X-. Todas las bases se escriben en la forma MOH, disocindose para dar M+ y OH-. Se deduce que, ya que un cido produce H y una base produce OH, positivo y negativo respectivamente, pueden neutralizarse entre s dando H2O y la sal MX. Es sencilla y carece de generalidad.

Sistema de disolvente general: Es una generalizacin del sistema de Arrhenius en la cual los disolventes estn algo disociados en fragmentos positivos y negativos, como por ejemplo el H2O, la cual se disocia en H+ y en OH-. La adicin de ciertas sustancias al agua altera el equilibrio entre ambas clases de iones: aquellas que aumentan la concentracin de iones H+ se denominan cidos y las que incrementan las concentraciones de iones OH- reciben el nombre de bases.

Brosted-Lewry: un cido se define como donador de protones, y una base como aceptor de protones. Cada cido est emparejado con una base y se dice que ambos constituyen un par conjugado cido base. Es ms general que la de Arrhenius y destaca el papel que desempea el disolvente.

Lewis: cido es toda especie qumica que acta como aceptor de un par de electrones en una reaccin, y base a la que acta como donador. Es muy general y dbil.

pH: logaritmo negativo de la concentracin de hidrgenos. Un pH bajo constituye una elevada concentracin de H, y un pH alto constituye una baja concentracin de H. El patrn utilizado es el pH del agua pura, que es igual a 7.

Sc cida: pH menor a 7.

Sc neutra: pH igual a 7.

Sc bsica: pH mayor a 7.

Kw: producto inico del agua. Su valor numrico a temperatura ambiente cuando las concentraciones estn expresadas en moles por litro es de 10-14.

Kw = [H+] x [OH-] = 10-14Ecuacin de Henderson-Hasselbach:

Constitucin de la reserva alcalina: Bicarbonato de sodio, fosfato dipotsico y sales alcalinas de las protenas.

Factores que dispone el organismo para el mantenimiento del equilibrio cido-base: sistemas tampones o amortiguadores, aparato respiratorio y rin (regulacin metablica).

Sistema buffer: Estn constituidos por un cido y su base conjugada. Mantienen relativamente constante el pH ante cidos o bases agregados. Cada amortiguador tiene mxima capacidad amortiguadora cuando se encentra la mitad disociado y la mitad sin disociar. Ese estado se denomina pK. Los cidos dbiles se usan como buffer por su alta afinidad por el protn y slo se disocian ligeramente.

cido base connjugada H

Al llegar H esta reaccin se inclina hacia la izquierda. Al llegar OH se combinan con los protones del cido, disocindose cido formando base conjugada ms agua, inclinndose hacia la derecha.

Sistema tampn cido carbnico - bicarbonato: predomina en el LEC. 6,1 es el pK de este sistema.

Sistema no bicarbonato: a_ Sistema de Hb eritrocitariab_ Sistema amortiguador de protenas: importante a nivel intracelular. Tienen la capacidad de captar protones, evitando que la sc se haga ms cida, o de ceder H cuando hay un aumento de la concentracin de OH para evitar un aumento de la alcalinidad. c_ Sistema amortiguador de fosfatos: importante a nivel intracelular. Ante de un aumento de protones los amortigua el fosfato disdico formando la sal neutra y fosfato monosdico (cido dbil), y, siendo esta ltima, aceptor de OH en caso de que aumente la [OH] por agregado de una base fuerte.

Principio isohdrico: indica que ante un cambio en el equilibrio cido base, todos los sistemas amortiguadores se van a ver afectados, o sea que los sistemas amortiguadores se amortiguan unos a otros. Electrolitos: sustancias que al disolverse en agua o en otros disolventes se disocian generando iones formando soluciones conductoras. Los electrolitos fuertes son aquellos que estn 100% disociados en sus iones y que conducen mejor la electricidad, en cambio los dbiles se disocian en menor porcentaje en sus iones y son slo ligeramente conductoras de la electricidad. El porcentaje de disociacin de los solutos depende de la naturaleza del electrlito, naturaleza del disolvente, temperatura y concentracin del electrlito.Reaccin hetergnea: incluye dos o ms fases. Su velocidad es proporcional al rea de contacto entre las fases.

Reaccin homognea: una sola fase. Su velocidad depende de la concentracin de los reactivos en dicha fase.

Tasa de velocidad = k x [A]x x [B]yLa ecuacin se conoce como ley de velocidad para una reaccin.

Constante de proporcionalidad K: Es la constante especfica de velocidad caracterstica de cada reaccin, aun cuando vara con la temperatura. X: es la potencia apropiada a la cual se debe elevar la concentracin de A.

Y: es la potencia correspondiente a la cual se debe elevar la concentracin de B.

Los valores de x e y indican lo que se denomina orden de la reaccin. Si x=1 se dice que la reaccin es de primer orden en A, si x=2 se dice que la reaccin es de segundo orden en A, etc. Se calculan experimentalmente, NO son los coeficientes estequiomtricos.

Tiempo de vida media: tiempo que se requiere para que desaparezca la mitad de un nmero determinado de molculas. Generalmente se indica mediante t1/2.

T1/2 = (ln 2)/k