Física aplicada a la vida cotidiana

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  1. #1
    Avatar de ppiaggi
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    Física aplicada a la vida cotidiana

    Hola a todos! La idea de esto es crear un espacio para discutir y compartir aplicaciones de lo visto en física a situaciones que se nos presentan a diario. Empiezo con este tema que corresponde a el temario de fisica II. Ojalá que se entusiasmen y se genere un intercambio provechoso.

    Calorimetría aplicada a la vida cotidiana: Cómo calentar el agua para el mate a 80° C?

    Era una tarde calurosa y languideciente, en la que se me ocurrió calentar agua para tomar mate. Por supuesto como muchas otras veces me distraje e hirvió, sólo que en esta ocasión tuve una epifanía. Porqué no aplicar mis conocimientos de calorimetría para resolver este problema de la humanidad. He aquí el procedimiento (aquellos que no quieran ver los aspectos teóricos salteen el desarrollo):

    Calentemos agua hasta que hierva, llamemos a esta cantidad Moh2o y su temperatura Toh2o=100°C, luego agregamos una cantidad de agua M1h2o a una temperatura T1h2o = 20°C (o la temperatura ambiente). Vamos a buscar que la temperatura final Tf de la mezcla sea de 80°C (como corresponde para una mate agradable).

    Recordemos que el calor cedido o absorbido por el sistema 1 al o del 2 es:

    Q12 = C.m.(Tf – Ti)

    Entonces por el principio de los calores intercambiados:

    Q12 + Q21 = 0 (1)

    Ch20.Moh2o.(Tf – Toh20) + Ch20.M1h2o.(Tf-T1h2o) = 0

    Despejando:

    M1h2o = -[Moh2o.(Tf-Toh2o)] / [(Tf-T1h20)]

    Reemplazando por los valores numéricos:

    M1h2o = -[Moh2o.(80-100)] / [(80-20)]

    M1h2o = M0h20.(1/3)


    Por ejemplo, ponemos en la pava 200ml de agua esperamos a que hiervan y ponemos 66,66 ml de agua a 20°C y tenemos nuestra agua perfecta para el mate a 80°C.

    Algunas observaciones:
    Recordemos que el principio de los calores intercambiados establece que la ecuación (1) se cumple sólo para sistemas aislados térmica y materialmente del medio, condición que en la pava no se cumple.
    La temperatura de ebullición del agua es de 100°C sólo a 1atm de presión, asi que ojo si van a la montaña.

    Sugiero que lo prueben, cambien los valores de temperatura para su agrado y después me cuenten. Saludos!
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  3. #2
    Avatar de yOshi !
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Me parece que el resultado del mate con agua a 80C no es el mismo que agua hervida a 100C y luego con un chorrito de agua natural!

    Al sabor simple ya se nota y eso tiene que ver (no soy fisico para nada y capas tire fruta) a que el componente del agua de ciudad no es agua solamente!
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    Citar Mensaje original enviado por Orion437
    Si yo estuviera lamiéndome las bolas y se parara uno al lado mio para mirarme también lo mordería.
    el celular en el tobillo?
     

  4. #3
    Avatar de ppiaggi
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    je buena observación... La verdad que no encuentro explicación a porque el sabor puede cambiar sólo por los cambios de fase del agua...

    Lo que se me ocurre es que antes de enfriar el agua de la pava con agua a temperatura ambiente uno la prueba sirviendose un mate cocinando (o quemando) la yerba con el agua a 100 grados celsius lo que le cambia el sabor...

    Haciendo una análisis un poco más profundo podemos recordar que el agua al contacto con CaCo3 (piedra caliza) si contiene CO2 disuelto se produce la reacción

    CaCO3 + CO2 + H2O --> Ca(2+) + 2HCO3(-)

    y luego si se hierve el agua la reacción se invierte depositandose el carbonato de calcio nuevamente (sarro). Pareciera factible que este compuesto le cambie el sabor al agua. Además imagino que este razonamiento se extiende a la magnesita (MgCO3).

    Respecto a tu conjetura respecto a la composición del agua, yo vivo en provincia y al agua es bien fresquita de pozo asi que no puedo opinar...
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  5. #4
    Blue Hedgehog Avatar de Sonic
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Fïsica 2, Mate y 80° C? Claramente fuiste alumno de Rotstein.
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  6. #5
    Intolerante Avatar de Maezel
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Ay, ay, ay, no se para que esta el LaTeX si no lo usan

    formula

    Entonces por el principio de los calores intercambiados:

    formula

    formula

    Despejando:

    formula

    Reemplazando por los valores numéricos:

    formula

    formula
    Ahi, no queda mas lindo?

    Y que tiene que ver con la UTN?
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    Última edición por Maezel : 01-01-10 el 01:23 PM
     

  7. #6
    Avatar de Sacran
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Citar Mensaje original enviado por Sonic Ver Mensaje
    Fïsica 2, Mate y 80° C? Claramente fuiste alumno de Rotstein.
    Jajajaj, es muy factible!!
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  8. #7
    Avatar de CoskiBukowski
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Me encanta la aplicación práctica de la física, suelo intentar pensar en términos físicos (aunque no siempre pelando calculadora y mandando fórmulas) en muchos aspectos de la vida.

    Sin embargo, me pliego al comentario de que cualquier matero de ley te va a rechazar el agua hervida para el matienzo.. la física teórica dice que no debería haber diferencia, pero la realidad práctica marca que el agua hervida le cambia el sabor al mate. Asimismo creo que hay quienes dicen que el mate queda más rico cuando el agua es calentada a fuego lento...

    Saludos!!
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  9. #8
    Avatar de nico_r22
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Yo lo único que se es que el agua del mate no tiene que hervir, no sirve bajarle la temperatura.
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  10. #9
    Avatar de Cooper
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Es Física I che

    Siempre supe eso de que si se hierve y le mandás agua fría no es lo mismo que calentarla a 80º de una, no me preguntes por qué..

    me gusta la idea del thread, voy a ver si se me ocurre alguna para poner...
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  11. #10
    Avatar de nico_r22
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Yo pienso que si el agua hierve se desprende parte del sarro pegado en las paredes de la pava y pasa al agua, por ende el agua cambia de sabor. Otra cosa no se me ocurre .
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  12. #11
    Avatar de Akuma
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Citar Mensaje original enviado por yOshi ! Ver Mensaje
    Me parece que el resultado del mate con agua a 80C no es el mismo que agua hervida a 100C y luego con un chorrito de agua natural!

    Al sabor simple ya se nota y eso tiene que ver (no soy fisico para nada y capas tire fruta) a que el componente del agua de ciudad no es agua solamente!
    Contrario a la creencia popular; gralmente el agua de ciudad es "más" limpia (tiene menos elementos en suspensión)

    Citar Mensaje original enviado por Maezel Ver Mensaje
    Ay, ay, ay, no se para que esta el LaTeX si no lo usan



    Ahi, no queda mas lindo?

    Y que tiene que ver con la UTN?
    Gracias por incentivarlo!, quedo de 10.

    Citar Mensaje original enviado por CoskiBukowski Ver Mensaje
    Me encanta la aplicación práctica de la física, suelo intentar pensar en términos físicos (aunque no siempre pelando calculadora y mandando fórmulas) en muchos aspectos de la vida.

    Sin embargo, me pliego al comentario de que cualquier matero de ley te va a rechazar el agua hervida para el matienzo.. la física teórica dice que no debería haber diferencia, pero la realidad práctica marca que el agua hervida le cambia el sabor al mate(1). Asimismo creo que hay quienes dicen que el mate queda más rico cuando el agua es calentada a fuego lento...(2)

    Saludos!!
    Te respondo esa frase que tiene 2 ideas:
    1. La ciencia explica la diferencia. En química se ve; se llama "sistemas coloidales"; donde en este caso en particular el agua tiene componentes que "flotan".
    Todas las sales disueltas de magnesio y Calcio se depositan en el fondo del recipiente si el agua es hervida.
    El agua tiene dos tipos de durezas: blanda y dura.
    La dureza blanda es aquella que se elimina hirviendo el agua.
    La dureza dura son MgCO3 y Ca.CO3. Estás son durezas que solo se eliminan pasando el agua por un lecho de resina (intercambia el Mg y Ca por otra sal).
    2.No creo que exista ninguna diferencia....


    Citar Mensaje original enviado por nico_r22 Ver Mensaje
    Yo lo único que se es que el agua del mate no tiene que hervir, no sirve bajarle la temperatura.
    Exactamente; otro ejemplo parecido es con el té; otra infusión donde el agua DEBE hervir; pero después de remojar el saquito de te; hay que "airear" la infusión (estos revolver con la cuchara tirando agua de la infusión desde arriba para recuperar parte del oxígeno (O2) perdido cuando se hirvió).


    ONTOPIC:
    Una molécula que se libera en un campo magnético; por causa de éste, describe una trayectoria circular (por un fenómeno que no vale la pena ahondar).
    Este principio es usado para lograr lo que se denomina "espectógrafo de masas" (la maquinita de CSI que te dice la cantidad y proporción de componentes de una cierta sustancia).
    La fuerza (centripeta) que experimenta la molécula esta definida por:
    formula (x es producto vectorial del vector velocidad y campo magnético)
    Como esta fuerza depende solo de la carga Q única en cada molécula (aunque podríamos tb considerar la masa) si formamos un semicirculo, donde por un extremo entra la sustancia y por el otro sale; lograríamos que cada molécula de la sustancia impacte en lugares diferentes:


    Como el radio de giro esta definido por:
    formula
    formula
    formula
    formula
    Donde el radio depende de la velocidad (V) con que entra al campo magnético constante (no es una variable); la carga de la molécula (puede ser variable); el campo B (no es variable y lo tomamos como constante en el tiempo) y la masa (m) variable.

    Entonces para cada molécula podemos tener un radio de giro distinto; y una distancia del centro del semicirculo distinto; además si la pared plana del semicirculo la imaginamos como un superficie (2D); podríamos ver también la "cantidad de moléculas" de cada cosa que impactan; viendo la proporción de composición.
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    Citar Mensaje original enviado por Sir Auron
    Posta son un callejon evolutivo sin salida. Se van a quejar hasta la extincion.
    Citar Mensaje original enviado por G-Dogg
    Lo que vos creas no importa, lo que importa es lo que puedas demostrar.
    Citar Mensaje original enviado por Tiphareth
    ... sí, le entro a todo.
     

  13. #12
    Intolerante Avatar de Maezel
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Eso no es vida cotidiana!

    PD: Para las fracciones usa \frac {a}{b} y te queda como lo mio y \times para formula
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  14. #13
    Avatar de Akuma
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Citar Mensaje original enviado por Maezel Ver Mensaje
    Eso no es vida cotidiana!

    PD: Para las fracciones usa \frac {a}{b} y te queda como lo mio y \times para formula
    CSI esta por lo menso 4 veces a la semana; es cuasi diario
    (che, no me cagues lo 2 cents que le pongo al thread... :/)
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    Citar Mensaje original enviado por Sir Auron
    Posta son un callejon evolutivo sin salida. Se van a quejar hasta la extincion.
    Citar Mensaje original enviado por G-Dogg
    Lo que vos creas no importa, lo que importa es lo que puedas demostrar.
    Citar Mensaje original enviado por Tiphareth
    ... sí, le entro a todo.
     

  15. #14
    Avatar de mat_arg2
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Un fisico aplicaría todas esas formulas para calcular la temperatura, un ingeniero la mediría con un termómetro
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  16. #15
    Avatar de nico_r22
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    Re: Física aplicada a la vida cotidiana

    Citar Mensaje original enviado por Matias_2 Ver Mensaje
    Un fisico aplicaría todas esas formulas para calcular la temperatura, un ingeniero la mediría con un termómetro
    Te referís a lo que posteó akuma ? Eso no es para la temp, es para reconocer un cierto elemento a partir de su masa.
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