Unidad 1 termodinamica: conceptos de masa, fuerza, peso espeficico, densidad y volumen especifico

1.1 Conceptos de masa, fuerza, peso específico, densidad y volumen específico. Dimensiones y unidades en el sistema internacional de unidades (SI)

Masa
La masa, en física, es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo.1 Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa enel Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una magnitud escalar.

Fuerza
En física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad demovimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.

Peso especifico
Se le llama Peso específico a la relación entre el peso de una sustancia y su volumen.
Su expresión de cálculo es:
, el peso específico;
, el peso de la sustancia;
, el volumen de la sustancia;
, la densidad de la sustancia;
, la masa de la sustancia;
, la aceleración dela gravedad.

Unidades
En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se lo expresa en newtons sobre metro cúbico: N/m3.
En el Sistema Técnico se mide en kilogramos–fuerza sobre metro cúbico: kgf/m3.
En el SIMELA se expresa en newtons sobre metro cúbico: N/m3.
Como el kilogramo–fuerza representa el peso de un kilogramo —en la Tierra—, el valor numérico de esta magnitud, expresada en kgf/m3, es elmismo que el de la densidad, expresada en kg/m3.
Por ende, está íntimamente ligado al concepto de densidad, que es de uso fácil en unidades terrestres, aunque confuso según el SI. Como consecuencia de ello, su uso está muy limitado. Incluso, en Física resulta incorrecto.

Densidad

En física y química, la densidad (símbolo ρ) es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida enun determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Si un cuerpo no tiene una distribución uniforme de la masa en todos sus puntos la densidad alrededor de un punto puede diferir de la densidad media. Si se considera una sucesión pequeños volúmenes decrecientes  (convergiendo hacia un volumen muy pequeño) y estén centradosalrededor de un punto, siendo  la masa contenida en cada uno de los volúmenes anteriores, la densidad en el punto común a todos esos volúmenes:

La unidad es kg/m3 en el SI.
Como ejemplo, un objeto de plomo es más denso que otro de corcho, con independencia del tamaño y masa.

Volumen específico
El volumen específico () es el volumen ocupado por unidad de masa de un material. Es la inversa dela densidad, por lo cual no dependen de la cantidad de materia. Ejemplos: dos pedazos de hierro de distinto tamaño tienen diferente peso y volumen pero el peso específico de ambos será igual. Este es independiente de la cantidad de materia que es considerada para calcularlo. A las propiedades que no dependen de la cantidad de materia se las llama propiedades intensivas; dentro de estas estántambién por ejemplo el punto de fusión, punto de ebullición, el brillo, elcolor, la dureza, etc.

Donde,  es el volumen,  es la masa y  es la densidad del material.
Se expresa en unidades de volumen sobre unidades de masa.
Ejemplo:  .

Dimensiones y unidades

Actualmente existen en todo el mundo varios sistemas de unidades diferentes. El sistema SI (Sistema Internacional) ha sido adoptado por laInternational Organization for Standardization y recomendado por un gran numero de organizaciones nacionales de metrología.

Magnitudes físicas derivadas
En la formulación de ecuaciones suelen aparecer implicadas magnitudes físicas derivadas de las dimensiones primarias. Para evitar errores se recomienda verificar que las operaciones matemáticas, expresadas en las dimensiones primarias,...