Flujos de materia y energía en la Superficie Terrestre

Procesos de transporte de masa y energía. Aplicación al Balance de Energía en la Superficie Terrestre

Introducción. Flujos de masa y energía en la superficie terrestre.

El Balance de Energía. Primer principio de la Termodinámica

La transmisión de calor por radiación. Factor de forma

La transmisión de calor por convección. Coeficientes de convección.

La transmisión de calor por conducción. Fenómenos multidimensionales. Puentes térmicos.

Balance de Energia

Sistema Termodinamico

  

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Investigacion Generada. 

Fosiles de Pinguinos "Hace mas de 10.000 Años"

Una investigación elaborada por científicos del Museo Nacional de Historia Natural de Reino Unido, ha determinado que hace 10-12 millones de años había cuatro especies de pingüinos en las costas de África. Este dato se ha obtenido tras un estudio, publicado en 'Linnean Society', realizado sobre 17 fragmentos fósiles encontrados a finales de 2010 entre rocas y sedimentos de una excavación en Sudáfrica.

Los hallazgos fósiles representan la evidencia más antigua de estas aves en África. Anteriormente se habían encontrado restos de entre 5 y 7 millones de años.

Según han explicado los autores del trabajo, los 17 fragmentos de huesos son piezas de columna vertebral, esternón, alas y patas de varias especies extintas de pingüinos. Gracias a estos fósiles ahora se sabe que estas especies se extendieron casi por todo el espectro de tamaños conocidos, desde un diminuto pingüino de 0,3 metros de altura, hasta una especie de cerca de 0,9 metros.

Actualmente, solo una especie de pingüinos vive en África: el pingüino africano (Spheniscus demersus), también conocido como pingüino del Cabo. Está calificada como una especie en peligro de extinción desde 2010. Según han explicado los expertos, el número de estas aves ha disminuido un 80 por ciento en los últimos 50 años y esta situación se debe principalmente a los vertidos de petróleo y a la pesca excesiva de sardinas y anchoas, el alimento favorito de este animal.

Sin embargo, los científicos no tienen tan claras las razones de la extinción de los pingüinos prehistóricos. Las lagunas en el registro fósil hacen difícil determinar si las desaparición de estas especies fueron repentinas o graduales.

"Tenemos fósiles de hace 5-7 millones de años y otros de 10-12 millones de años, pero no sabemos qué pasó en medio", ha explicado uno de los autores de la investigación, Daniel Thomas, quien ha señalado que "probablemente el ser humano no tiene la culpa, ya que los humanos modernos llegaron a Sudáfrica cuando estos pingüinos ya habían desaparecido".

Entre las causas que se barajan, la más probable, según los científicos, es que la subida y bajada del nivel del mar terminó por eliminar los lugares seguros para la anidación. Aunque los pingüinos pasan la mayor parte de su vida nadando en el océano, utilizan islas cercanas a la costa para construir sus nidos y criar a sus polluelos.

Reconstrucciones de la superficie terrestre sugieren que hace 5 millones de años el nivel del mar en la costa de Sudáfrica era 90 metros más alto de lo que es hoy, inundando las zonas bajas y convirtiendo la región en una red de islas. Una mayor cantidad de islas implicaba más playas donde poder tener las crías y mantenerlas a salvo de los depredadores del continente.

Sin embargo, con la reducción del nivel del mar, las islas se volvieron a conectar al continente por puentes de tierra, lo que habría acabado con las playas de anidación y facilitado el acceso a los depredadores.

Primera Ley de la Termodinamica

Bienvenidos Lectores en esta entrada vamos a resolver y explicar en que consiste esta LEY que es muy importante en analisis Industriales ya que enfoca procesos de Trabajo y Energia que a traves de ecuaciones podemos mirar eficiencia de un Sistema.

La termodinámica es la rama de la física que estudia los procesos donde hay transferencia de energía en forma de calor y de trabajo. Cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en contacto térmico entre sí, la temperatura del cuerpo más cálido disminuye y la del más frío aumenta. Si permanecen en contacto térmico durante cierto tiempo, finalmente alcanzan una temperatura común de equilibrio, de valor comprendido entre las temperaturas iniciales. En este proceso se produjo una transferencia de calor del cuerpo más cálido al más frío. La pregunta que surge es ¿cuáles son las características de esa transferencia de calor? En el próximo capítulo intentaremos dar una respuesta a esa pregunta, ya que en este debemos aprender a conocer la capacidad de absorber o liberar calor de los cuerpos, las diferentes formas de calor, el trabajo termodinámico, la energía interna de los cuerpos y como se relacionan entre sí esas variables a través de la primera ley de la termodinámica.
 

Que Entendemos por Trabajo y Energia

La Energia y el Trabajo de un sistema mecanico involucran el conocimiento de las coordenadas y velocidades de las particulas constituyentes.

En termodinámica:

• Se deben expresar estas cantidades en términos de las propiedades macroscópicas del sistema (parámetros termodinámicos)

• El principio de conservación de energía se expresa desde un punto de vista más general que en mecánica clásica.

Proceso

Al realizar la misma cantidad

Wad a ambos sistemas se llega al mismo estado final

Con esto Iniciamos la explicacion de esta LEY FUNDAMENTAL DE LA TERMODINAMICA.

Saludos

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Hoy en Dia la #FISICA es Cuestionable ¿Que Creen?

Hoy la física tiene un carácter emergente que, al igual que todas las disciplinas, sus fundamentos son cuestionables, señaló Ana María Cetto Kramis con motivo de la presentación del libro electrónico Fronteras de la física en el siglo XXI, editado por CopIt-ar-Xives, editorial del Instituto de Física (IF) de la UNAM. Los retos que durante este siglo deberán resolver los físicos, agregó, son la física cuántica, el tratamiento y cura de enfermedades, así como la comprensión micro y macroscópica de la materia.

“Los fundamentos de la física establecidos en el siglo pasado, necesitan mirar hacia otras ciencias, pues las teorías científicas actuales ya no son totales, afortunadamente hemos logrado ir más allá y hemos buscado nuevos fundamentos. Eso caracteriza a la actual física”, expresó ayer en el Auditorio Alejandra Jáidar del IF.


El libro que puede consultarse de forma libre vía digital se divide en cuatro capítulos: origen, evolución y estructura de la materia; el mundo de lo pequeño; la materia compleja y física interdisciplinaria, éste último es el tema de mayor interés social, señaló Ana María Cetto.

En ese sentido, Mercedes Rodríguez Villafuerte, investigadora del IF, aclaró que a partir de la física se pueden desarrollar metodologías que impacten en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades neurológicas, cardiacas y crónicas como el cáncer.

“Es un área multidisciplinaria donde nos enfocamos a favor del tratamiento y detección de enfermedades. El cáncer es el padecimiento más fácil de relacionar con la física porque usamos técnicas de diagnóstico como lo son las radiografías y aplicamos tratamientos tecnológicos que se basan en la física”, detalló.

Para explicar las aplicaciones de esta ciencia en la medicina, dijo, las personas deben remitirse a 1800, cuando se utilizaron por primera vez las radiaciones ionizantes para formar imágenes planas. “La gente no podía visualizar el interior del cuerpo humano a menos de que tomara el bisturí y lo abriera, desde ese entonces  fue cuando se dio la posibilidad de utilizar energía para formar imágenes y se vio que también tenían uso para tratar enfermedades”, indicó.

El ejemplo más sencillo de la física en la cura de enfermedades, señaló Mercedes Rodríguez, son las radiaciones que se aplican para neutralizar o extraer el daño de algún tejido, “siempre de forma controlada, es decir, de de manera inteligente y en pocas cantidades para no generar daño al cuerpo”.

No obstante, en la física médica, como en la mayoría de las áreas de la física experimental, hace falta la formación de recursos humanos y equipamiento moderno que permita realizar a los investigadores sus proyectos científicos y sociales.

MATERIA. Los otros temas que se desarrollan en los tres primeros capítulos del libro, están relacionados con la materia, el universo y la cuántica. Eugenio Ley Koo, investigador del IF, comentó que los principales retos de la física que en apariencia no tiene un impacto social directo son: la conexión entre astronomía y partículas para hacer la búsqueda de qué es la materia oscura, investigar si los neutralinos son los candidatos para explicar la falta de masa y conocer las nuevas estructuras que cubren núcleos y partículas exóticas.

“Otro campo de investigación pendiente es el planteamiento de más dimensiones y no solamente de la supersimetría, sino la súper-gravedad, así como el sitio holográfico, el cual se relaciona con la teoría del universo algorítmico”, indicó.

También sobresale el estudio de la estrella binaria de dos agujeros negros y la posibilidad de que haya colapso gravitacional con la emisión de ondas gravitacionales, las separaciones pequeñas que tienen un vacío electromagnético como intermediario, la materia en escala nanométrica a nivel de la electrónica y el uso de gases ultrafríos.

LIBRO. Por su parte, Karen Volke, editora del libro, señaló que la obra está dirigida a jóvenes de licenciatura con el fin de divulgar qué temas de la física son novedosos y que en su formación académica difícilmente se les enseña.

“La intención es darle un primer acercamiento a temas que en su mayoría no se ven en la carrera, darles elementos para que sepan cuál es la física moderna, porque la contemporánea ya es del siglo pasado”, precisó.

Esta publicación se suma a los 18 libros que el Instituto de Física ha coordinado en su editorial electrónica: CopIt-ar-Xives, como una alternativa a los procesos de divulgación impresa, sitio que funciona con software libre y cuenta con mil 400 visitas cada doce días.

La Medida Mas Precisa del Universo

La medida más precisa del Universo: la distancia a la Gran Nube de Magallanes  

Tras casi una década de meticulosas observaciones, un equipo internacional de astrónomos ha medido, con mayor precisión que nunca, la distancia a nuestra galaxia vecina, la Gran Nube de Magallanes. Estas nuevas medidas también amplían nuestro conocimiento sobre la tasa de expansión del Universo — la constante de Hubble — y es un paso adelante crucial para entender la naturaleza de la misteriosa energía oscura que hace que la expansión se esté acelerando. El equipo utiliza telescopios instalados en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile, además de otros telescopios alrededor del mundo. Estos resultados aparecen en el número del 7 de marzo de 2013 de la revista Nature.

Para conocer con exactitud distancias cada vez más alejadas en el cosmos, los astrónomos sondean la escala del universo midiendo primero la distancia a objetos cercanos, utilizándolos como puntos de referencia (candelas estándar). Pero esta cadena solo es tan precisa como lo es su eslabón más débil. Hasta el momento, encontrar una distancia precisa a la Gran Nube de Magallanes (Large Magellanic Cloud, LMC), una de las galaxias más cercanas a la Vía Láctea, ha resultado ser impreciso. Dado que las estrellas en esta galaxia se utilizan para fijar la escala de distancias para galaxias más remotas, las medidas son de crucial importancia.


La minuciosa observación de un extraño tipo de estrella doble ha permitido a un equipo de astrónomos deducir un valor mucho más preciso para la distancia a LMC: 163.000 años luz.

“Estoy muy emocionado porque los astrónomos han estado intentando durante cien años medir con precisión la distancia a la Gran Nube de Magallanes, y se ha comprobado que esto es extremadamente difícil”, afirma Wolfgang Gieren (Universidad de Concepción, Chile) uno de los investigadores que lidera el equipo. “Ahora hemos resuelto este problema con un resultado demostrable y con una precisión de un 2%”.

La mejora en la medida de la distancia a la Gran Nube de Magallanes también nos facilita conocer mejor distancias a muchas estrellas variables Cefeidas. Estas brillantes estrellas pulsantes se utilizan como estrellas de referencia para medir distancias a galaxias más remotas y para determinar la tasa de expansión del universo — la Constante de Hubble. A su vez, esta es la base para sondear el universo hasta las galaxias más distantes que pueden verse con los telescopios actuales. De manera que una distancia precisa a la Gran Nube de Magallanes reduce inmediatamente la inexactitud en las medidas actuales de distancias cosmológicas.

Los astrónomos obtuvieron la distancia a la Gran Nube de Magallanes observando una extraña pareja de estrellas cercanas, conocidas como binarias eclipsantes. Dado que estas estrellas orbitan una alrededor de la otra, pasan la una delante de la otra. Cuando esto ocurre, visto desde la Tierra, el brillo total desciende, tanto cuando una estrella pasa delante de la otra como cuando pasa por detrás (aunque la cantidad es diferente).

Haciendo un seguimiento muy preciso de estos cambios en el brillo, y midiendo las velocidades orbitales de las estrella, es posible saber el tamaño de las estrellas, sus masas y otras informaciones sobre sus órbitas. Cuando combinamos esto con medidas minuciosas del brillo total y del color de la estrella se obtienen distancias notablemente precisas.

Este método ha sido utilizado anteriormente, pero con estrellas calientes. Sin embargo, en este caso deben asumirse ciertas hipótesis y estas distancias no resultan tan precisas como se desearía. Ahora, por primera vez, se han identificado ocho binarias eclipsantes extremadamente raras, en las que ambas estrellas son gigantes rojas frías. Estas estrellas han sido cuidadosamente estudiadas y resultan en valores de distancias mucho más precisas — hasta alrededor de un 2%.