PRESIÓN Y TEMPERATURA
Presión
Un
líquido contenido en un recipiente ejerce fuerza contra las paredes de
éste. Para describir la interacción entre el líquido y las paredes
conviene introducir el concepto depresión, que se obtiene
dividiendo la fuerza entre el área sobre la cual actúa la fuerza:
Presión =fuerza/área
La
presión que un líquido ejerce depende de la profundidad; sin
embargo, también depende de la densidad. Si te sumergieras en un líquido más
denso que el agua la presión sería mayor. La presión de un líquido es
exactamente igual al producto de la densidad de peso por la profundidad:
Presión del líquido = densidad del peso ×
profundidad
Esta ecuación de las definiciones de presión y
densidad. Imagina una superficie en el fondo de un recipiente con líquido. El
peso de la columna del líquido que hay directamente arriba de esa área produce
presión. Según la definición:
Densidad de peso=peso/volumen
Se
puede expresar este peso de líquido como:
Peso = densidad de peso × volumen
Donde el volumen de la columna es tan sólo el área multiplicada
por la profundidad. Entonces, se obtiene:
= densidad de peso x profundidad
Para la
presión total, a esta ecuación se debería sumar la presión debida a la
atmósfera sobre la superficie del líquido.
Dicho con sencillez, la presión que ejerce un
líquido contra las paredes y el fondo de un recipiente depende de la
densidad y la profundidad del líquido. Si no se tomara en cuenta la presión
atmosférica, a una profundidad doble, la presión del líquido contra el fondo
sube al doble; a tres veces la profundidad, la presión del líquido es el
triple, y así sucesivamente.
O bien, si el líquido tiene dos o tres veces la densidad, la presión del
líquido es, respectivamente, dos o tres veces mayor, para determinada
profundidad. Los líquidos son prácticamente incompresibles; esto es, su volumen
casi no puede cambiar debido a la presión. Así excepto por
los cambios pequeños producidos por la temperatura, la densidad de un
líquido en particular es prácticamente igual a todas las profundidades.
Si presionas tu mano contra una superficie, y
alguien más ejerce presión sobre tu mano en la misma dirección, entonces la
presión contra la superficie es mayor que si sólo tú presionaras. Lo mismo
sucede con la presión atmosférica que presiona sobre la superficie de un
líquido. La presión total de un líquido, entonces, es densidad de peso
× profundidad más la presión de la atmósfera.
Temperatura
Toda la materia (sólida, líquida y gaseosa)
está formada por átomos o moléculas en constante movimiento. A causa de su
movimiento aleatorio las moléculas y los átomos de la materia tienen energía
cinética. La energía cinética promedio de las partículas individuales
influye en lo caliente que se sienta algo. Siempre que algo se calienta sabemos
que aumenta la energía cinética de sus átomos y moléculas.
Golpea una moneda con un martillo y
calentará porque el golpe del martillo hace que
los átomos en el metal se muevan con mayor rapidez. Si pones un
líquido sobre una llama, éste se calentará. Si comprimes con rapidez aire
en una bomba de neumático el aire en el interior se calentará.
Cuando esta distinción sea importante,
utilizaremos el término presión total. De otra forma, nuestros
análisis de la presión de un líquido se referirán a la presión sin considerar la
presión atmosférica que normalmente siempre está presente.
Cuando un sólido, líquido o gas se calienta, sus átomos o moléculas se
mueven con más rapidez: tienen más energía cinética.
La cantidad que indica lo caliente o frío que
está un objeto con respecto a una norma se llama temperatura. El
primer “medidor térmico” para medir la temperatura, el
termómetro, fue inventado por Galileo en 1602 (la palabra térmico proviene
del término griego para indicar “calor”).
Casi todos los materiales se dilatan, o
expanden, cuando se elevan sus temperaturas, y se contraen cuando éstas bajan.
Así, la mayoría de los termómetros miden la temperatura debido a la expansión o
contracción de un líquido, que suele ser mercurio, o alcohol teñido, en un tubo
de vidrio con escala.
Los
líquidos y los sólidos también se expanden cuando aumenta su temperatura. A
este fenómeno se le llama dilatación. El termómetro funciona porque la
sustancia que contiene se expande cuando aumenta su temperatura, y se contrae
cuando su temperatura baja.
Recordarás que el modelo cinético de la
materia propone que la temperatura de un cuerpo está relacionada con la
velocidad promedio a la que se mueven las partículas. Así es; cuando una
sustancia se calienta, las partículas que la conforman se mueven más rápido, se
alejan cada vez más unas de otras y, en consecuencia, ocupan más espacio. A
nivel macroscópico lo que observamos es que el sólido o el fluido se expanden.
En el
modelo cinético, la temperatura se define como el promedio de la
energía cinética de las partículas que componen el material.
APLICACIÓN EN EL ÁREA
Es sorprendente, podernos dar cuenta que la física está en todas partes, pongamos de ejemplo la "tromboflebitis", comúnmente conocida como "várices", que es básicamente la inflamación de una vena, pero... ¿Cuáles son los factores que influyen?, en el caso de la mujer, es el uso de tacones, ya que con estos se tiene una menor área de apoyo y como consecuencia se ejerce una presión mayor al piso. De tal forma que podemos decir que la fuerza ejercida por la presión en un fluido es la misma en todas direcciones a cualquier profundidad y su magnitud depende de la profundidad.
Para
asombro de muchos, no sólo el uso de tacones es causa de este
padecimiento, de igual forma las posibilidades de desarrollarlo aumentan
considerablemente al vivir en una zona cálida, ya que los líquidos tienden a
dilatarse al aumentar su temperatura, el volumen de la sangre que contiene la
vena, aumenta.
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