viernes, 22 de marzo de 2019

FÍSICA - CANTIDADES FÍSICAS

gravedad API , es una medida de qué tan pesado o ligero es un líquido de petróleo comparado con el agua: si su gravedad API es mayor que 10, es más liviana y flota sobre el agua; Si es menos de 10, es más pesado y se hunde.
La gravedad API es, por lo tanto, una medida inversa de la densidad de un líquido de petróleo en relación con la del agua (también conocida como gravedad específica ). Se utiliza para comparar densidades de líquidos derivados del petróleo . Por ejemplo, si un líquido de petróleo es menos denso que otro, tiene una gravedad API mayor. Si bien la gravedad API es matemáticamente una cantidad sin dimensiones (consulte la fórmula a continuación), se dice que está en "grados". La gravedad API se gradúa en grados en un instrumento hidrómetroLos valores de gravedad API de la mayoría de los líquidos derivados del petróleo caen entre 10 y 70 grados.

En 1916, la Oficina Nacional de Estándares de los EE. UU . Aceptó la escala Baumé , que se había desarrollado en Francia en 1768, como el estándar de EE. UU. Para medir la gravedad específica de los líquidos menos densos que el agua . La investigación realizada por la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. Encontró errores importantes en los controles de salinidad y temperatura que habían causado serias variaciones en los valores publicados. Los hidrómetros en los Estados Unidos se habían fabricado y distribuido ampliamente con un módulo de 141.5 en lugar del módulo de escala Baumé de 140. La escala estaba tan firmemente establecida que, para 1921, el remedio implementado por el American Petroleum Institutefue crear la escala de gravedad API, reconociendo la escala que realmente se estaba utilizando.

Fórmulas de gravedad API editar ]

La fórmula para calcular la gravedad API a partir de la gravedad específica (SG) es:
A la inversa, la gravedad específica de los líquidos derivados del petróleo se puede derivar de su valor de gravedad API como
Por lo tanto, un aceite pesado con una gravedad específica de 1.0 (es decir, con la misma densidad que el agua pura a 60 ° F) tiene una gravedad API de:

Uso de la gravedad API para calcular barriles de petróleo crudo por tonelada métrica editar ]

En la industria petrolera, las cantidades de petróleo crudo a menudo se miden en toneladas métricas Uno puede calcular el número aproximado de barriles por tonelada métrica para un crudo determinado en función de su gravedad API:
Por ejemplo, una tonelada métrica de West Texas Intermediate (39.6 ° API) tiene un volumen de aproximadamente 7.6 barriles.

Medición de la gravedad API a partir de su gravedad específica editar ]

Para derivar la gravedad API, la gravedad específica (es decir, la densidad relativa al agua) se mide primero usando el hidrómetro , detallado en ASTM D1298 o con el método de tubo en U oscilante detallado en ASTM D4052.
Los ajustes de densidad a diferentes temperaturas, las correcciones para la expansión y contracción del vidrio de sosa-cal y las correcciones de menisco para aceites opacos se detallan en las Tablas de medición de petróleo , los detalles de uso especificados en ASTM D1250. La gravedad específica se define mediante la siguiente fórmula.
Con la fórmula presentada en la sección anterior, la gravedad API se puede calcular fácilmente. Al convertir la densidad del aceite a la gravedad específica utilizando la definición anterior, es importante utilizar la densidad correcta del agua, de acuerdo con las condiciones estándar utilizadas cuando se realizó la medición. La densidad oficial de agua a 60 ° F según la edición 2008 de ASTM D1250 es de 999.016 kg / m 3 . [2] El valor de 1980 es 999.012 kg / m 3 . [3] En algunos casos, las condiciones estándar pueden ser de 15 ° C (59 ° F) y no de 60 ° F (15.56 ° C), en cuyo caso sería apropiado un valor diferente para la densidad del agua ( consulte las condiciones estándar de temperatura y temperatura). presión ).

Medición directa de la gravedad API (método del hidrómetro) editar ]

Hay ventajas en las pruebas de campo y en la conversión a bordo de volúmenes medidos a corrección de volumen. Este método se detalla en ASTM D287.

Clasificaciones o calificaciones editar ]

En general, el petróleo con una gravedad API entre 40 y 45 ° obtiene los precios más altos. Por encima de 45 °, las cadenas moleculares se vuelven más cortas y menos valiosas para las refinerías. [4]
El petróleo crudo se clasifica como liviano, medio o pesado según su gravedad API medida.
  • El petróleo crudo ligero tiene una gravedad API superior a 31.1 ° (es decir, menos de 870 kg / m 3 )
  • El aceite mediano tiene una gravedad API entre 22.3 y 31.1 ° (es decir, 870 a 920 kg / m 3 )
  • El crudo pesado tiene una gravedad API por debajo de 22.3 ° (es decir, de 920 a 1000 kg / m 3 )
  • El aceite extra pesado tiene una gravedad API por debajo de 10.0 ° (es decir, más de 1000 kg / m 3 )
Sin embargo, no todas las partes utilizan la misma calificación. [5] El Servicio Geológico de los Estados Unidosutiliza rangos ligeramente diferentes. [6]
El petróleo crudo con una gravedad API inferior a 10 ° se conoce como aceite extra pesado o betún . El betún derivado de depósitos de arenas petrolíferas en Alberta, Canadá, tiene una gravedad API de alrededor de 8 °. Puede diluirse con hidrocarburos más ligeros para producir betún diluido , que tiene una gravedad API de menos de 22.3 °, o puede ser "mejorado" a una gravedad API de 31 a 33 ° como crudo sintético . 











De Wikipedia, la enciclopedia libre
La velocidad de área es el área barrida por unidad de tiempo por una partícula que se mueve a lo largo de una curva (que se muestra en azul).
En la mecánica clásica , la velocidad de área(también llamada velocidad de sector o velocidad sectorial ) es la velocidad a la que el área es barrida por una partícula mientras se mueve a lo largo de una curva . En la figura contigua, supongamos que una partícula se mueve a lo largo de la curva azul. En un cierto tiempo t , la partícula se encuentra en el punto B , y un poco más tarde, en el tiempo t Δ + t , la partícula se ha movido al punto C . El área barrida por la partícula es el área verde en la figura, delimitada por los segmentos de línea AB y ACy la curva a lo largo de la cual se mueve la partícula. La velocidad de área es igual a esta área dividida por el intervalo de tiempo Δ t en el límite en que Δ t se vuelve extremadamente pequeño. Es un ejemplo de un pseudovector (también llamado vector axial ), que apunta al plano que contiene los vectores de posición y velocidad de la partícula.
Ilustración de la segunda ley de Kepler. El planeta se mueve más rápido cerca del Sol, por lo que la misma área es barrida en un momento dado como en distancias más grandes, donde el planeta se mueve más lentamente.
El concepto de velocidad de área está estrechamente vinculado históricamente con el concepto de momento angular . La segunda ley de Kepler establece que la velocidad de área de un planeta, con el sol tomado como origen, es constante. Isaac Newton fue el primer científico en reconocer el significado dinámico de la segunda ley de Kepler. Con la ayuda de sus leyes de movimiento, probó en 1684 que cualquier planeta que se siente atraído por un centro fijo arrastra áreas iguales en intervalos de tiempo iguales. A mediados del siglo XVIII, Daniel Bernoulli y Leonhard Euler y Patrick d'Arcydescubrieron gradualmente el principio del momento angular.La versión del principio de Arcy se expresó en términos de área barrida. Por esta razón, el principio de momento angular se refería a menudo en la literatura más antigua de la mecánica como "el principio de áreas iguales". Dado que el concepto de momento angular incluye más que solo geometría, la designación "principio de áreas iguales" se ha eliminado en las obras modernas.

Conexión con el momento angular editar ]

En la situación de la primera figura, el área barrida durante el período de tiempo Δ t por la partícula es aproximadamente igual al área del triángulo ABC . Como Dt tiende a cero esta casi igualdad exacta se convierte como un límite .
Deje que el punto D sea ​​la cuarta esquina del paralelogramo ABDC que se muestra en la figura, de modo que los vectores AB y AC se sumen mediante la regla del paralelogramo al vector AD . Luego, el área del triángulo ABCes la mitad del área del paralelogramo ABDC , y el área de ABDC es igual a la magnitud del producto cruzado de los vectores AB y AC . Esta área también puede verse como un vector con esta magnitud, apuntando en una dirección perpendicular al paralelogramo; este vector es el producto cruzado en sí mismo:
Por lo tanto
La velocidad de área es este área de vector dividida por Δ t en el límite en que Δ t se vuelve extremadamente pequeña:
Pero,  es el vector de velocidad  de la partícula en movimiento, para que
Por otro lado, el momento angular de la partícula es
y por lo tanto el momento angular es igual a 2 m por la velocidad del área.
La conservación de la velocidad de área es una propiedad general del movimiento de fuerza central , [1] y, dentro del contexto de la mecánica clásica, es equivalente a la conservación del momento angular.










coeficiente de atenuación o el coeficiente de atenuación de haz estrecho caracteriza la facilidad con la que un haz de luz , sonido , partículas u otra energía o materia puede penetrar un volumen de material [1] Un gran coeficiente de atenuación significa que el haz se "atenúa" (debilita) rápidamente a medida que pasa a través del medio, y un pequeño coeficiente de atenuación significa que el medio es relativamente transparente al haz. La unidad SI del coeficiente de atenuación es el medidor recíproco (m −1 ). Coeficiente de extinciónes un término antiguo para esta cantidad [1] pero todavía se usa en meteorología y climatología. [2] Por lo general, la cantidad mide el número de plegamientos electrónicos hacia abajo de la intensidad original que se tendrá a medida que la energía pasa a través de una unidad (por ejemplo, un metro) de espesor del material, de modo que un coeficiente de atenuación de 1 m -1 significa que después de pasar por 1 metro, la radiación se reducirá en un factor de e , y para el material con un coeficiente de 2 m -1 , se reducirá dos veces por e , o 2 . Otras medidas pueden usar un factor diferente que e , como elcoeficiente de atenuación decádica a continuación.

Descripción general editar ]

El coeficiente de atenuación describe la medida en que el flujo radiante de un haz se reduce a medida que pasa a través de un material específico. Se utiliza en el contexto de
El coeficiente de atenuación se denomina "coeficiente de extinción" en el contexto de
  • Transferencia de radiación solar e infrarroja en la atmósfera , aunque generalmente se denota con otro símbolo (dado el uso estándar de μ = cos θ para caminos inclinados);
Un pequeño coeficiente de atenuación indica que el material en cuestión es relativamente transparente , mientras que un valor mayor indica un mayor grado de opacidad . El coeficiente de atenuación depende del tipo de material y la energía de la radiación. En general, para la radiación electromagnética, cuanto mayor sea la energía de los fotones incidentes y cuanto menos denso sea el material en cuestión, menor será el coeficiente de atenuación correspondiente.

Definiciones matemáticas editar ]

Coeficiente de atenuación hemisférica editar ]

El coeficiente de atenuación hemisférica de un volumen, denotado μ , se define como [5]
dónde
  • Φ e es el flujo radiante ;
  • z es la longitud del camino de la viga.

Coeficiente de atenuación espectral hemisférica editar ]

El coeficiente de atenuación hemisférica espectral en frecuencia y el coeficiente de atenuación hemisférica espectral en longitud de onda de un volumen, denotados μ ν y μ λ respectivamente, se definen como [5]
dónde

Coeficiente de atenuación de dirección editar ]

El coeficiente de atenuación direccional de un volumen, denotado μ Ω , se define como [5]
donde e, Ω es el resplandor .

Espectral coeficiente de atenuación direccional editar ]

El coeficiente de atenuación direccional espectral en la frecuencia y el coeficiente de atenuación direccional espectral en la longitud de onda de un volumen, denotados μ Ω, ν y μ Ω, λ respectivamente, se definen como [5]
dónde

Coeficientes de absorción y dispersión editar ]

Cuando un haz estrecho ( colimado ) pasa a través de un volumen, el haz perderá intensidad debido a dos procesos: absorción y dispersión .
El coeficiente de absorción de un volumen, denotado μ a , y el coeficiente de dispersión de un volumen, denotado μ s , se definen de la misma manera que para el coeficiente de atenuación. [5]
El coeficiente de atenuación de un volumen es la suma del coeficiente de absorción y el coeficiente de dispersión: [5]
Solo mirando el haz estrecho en sí, los dos procesos no se pueden distinguir. Sin embargo, si se configura un detector para medir el haz que sale en diferentes direcciones, o al contrario, si se usa un haz no estrecho, se puede medir la cantidad de flujo radiante perdido que se dispersó y la cantidad de absorción.
En este contexto, el "coeficiente de absorción" mide la rapidez con la que el haz perdería el flujo radiante debido a la absorción sola , mientras que el "coeficiente de atenuación" mide la pérdida total de la intensidad del haz estrecho, incluida la dispersión. "Coeficiente de atenuación de haz estrecho" siempre se refiere inequívocamente a este último. El coeficiente de atenuación es al menos tan grande como el coeficiente de absorción; son iguales en el caso idealizado de no dispersión.

Atenuación de masa, absorción y coeficientes de dispersión editar ]

El coeficiente de atenuación de masa , el coeficiente de absorción de masa y el coeficiente de dispersión de masa se definen como [5]
donde ρ m es la densidad de masa .

Coeficientes de atenuación napierianos y decádicos editar ]

El coeficiente de atenuación decádica o el coeficiente de atenuación de haz estrecho decádico , denotado μ 10 , se define como
Así como el coeficiente de atenuación habitual mide el número de reducciones de plegado en e que se producen en una unidad de longitud de material, este coeficiente mide cuántas reducciones de 10 veces se producen: un coeficiente decádico de 1 m -1 significa que 1 m de material reduce la radiación una vez por un factor de 10.
A veces, μ se denomina coeficiente de atenuación napieriana o coeficiente de atenuación de haz estrecho napieriano en lugar de simplemente "coeficiente de atenuación". Los términos "decádico" y "napieriano" provienen de la base utilizada para el exponencial en la ley de Beer-Lambert para una muestra de material, en la que participan los dos coeficientes de atenuación:
dónde
  • T es la transmitancia de la muestra de material;
  •  es la longitud del trayecto del haz de luz a través de la muestra de material.
En caso de atenuación uniforme , estas relaciones se convierten en
Casos de atenuación no uniforme ocurren en aplicaciones de la ciencia atmosférica y en la teoría del blindaje contra la radiación , por ejemplo.
El coeficiente de atenuación (napieriano) y el coeficiente de atenuación decádica de una muestra de material están relacionados con las densidades numéricas y la cantidad de concentraciones de sus especies atenuantes de N como
dónde
por definición de corte transversal de atenuación y coeficiente de atenuación molar.
La sección transversal de atenuación y el coeficiente de atenuación molar están relacionados por
y la densidad numérica y la concentración de la cantidad por
donde A es la constante de Avogadro .
La capa de medio valor (HVL) es el espesor de una capa de material requerido para reducir el flujo radiante de la radiación transmitida a la mitad de su magnitud incidente. La capa de valor medio es aproximadamente el 69% (ln 2) de la profundidad de penetración . Es a partir de estas ecuaciones que los ingenieros deciden cuánta protección se necesita para la "seguridad" de la radiación potencialmente dañina.
El coeficiente de atenuación también está inversamente relacionado con la trayectoria libre media . Además, está muy relacionado con la sección transversal de atenuación .

Unidades de radiometría SI editar ]

Unidades de radiometría SI
CantidadUnidadDimensiónNotas
NombreSímbolo[nb 1]NombreSímboloSímbolo
Energía radiantee[nb 2]jouleJM ⋅ 2 ⋅ −2Energía de la radiación electromagnética.
Densidad de energía radianteejulios por metro cúbicoJ / m 3M ⋅ −1 ⋅ −2Energía radiante por unidad de volumen.
Flujo radianteΦ e[nb 2]vatioW = J / sM ⋅ 2 ⋅ −3Energía radiante emitida, reflejada, transmitida o recibida, por unidad de tiempo. Esto a veces también se llama "poder radiante".
Flujo espectralΦ e, ν[nb 3]
  o
Φ e, λ[nb 4]
vatios por hertz 
 o
vatios por metro
W / Hz 
 o
W / m
M ⋅ 2 ⋅ −2 
 
M ⋅ L ⋅ −3
Flujo radiante por unidad de frecuencia o longitud de onda.Este último se mide comúnmente en W⋅nm −1 .
Intensidad radianteYo e, Ω[nb 5]vatios por steradianW / srM ⋅ 2 ⋅ −3Flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido, por unidad de ángulo sólido. Esta es una cantidaddireccional .
Intensidad espectrale, Ω, ν[nb 3]
  o 
e, Ω, λ[nb 4]
vatios por steradian por hertz 
 o
vatios por steradian por metro
W⋅sr −1⋅Hz −1 
 o
W⋅sr −1⋅m −1
M ⋅ 2 ⋅ −2 
 
M ⋅ L ⋅ −3
Intensidad radiante por unidad de frecuencia o longitud de onda.Este último se mide comúnmente en W⋅sr −1 ⋅nm −1 .Esta es unacantidaddireccional .
Resplandore, Ω[nb 5]vatios por steradian por metro cuadradoW⋅sr −1⋅m −2M ⋅ −3Flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido por unasuperficie , por unidad de ángulo sólido por unidad de área proyectada. Esta es una cantidaddireccional . Esto a veces también se llama confusamente "intensidad".
Resplandor espectrale, Ω, ν[nb 3]
  o 
e, Ω, λ[nb 4]
vatios por steradian por metro cuadrado por hertz 
 o
vatios por steradian por metro cuadrado, por metro
W⋅sr −1⋅m −2⋅Hz −1 
 o
W⋅sr −1⋅m −3
M ⋅ −2 
 
M ⋅ −1 ⋅ −3
Resplandor de una superficiepor unidad de frecuencia o longitud de onda.Este último se mide comúnmente en W⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅nm−1 . Esta es unacantidaddireccional . Esto a veces también se denomina confusamente "intensidad espectral".
Irradiancia de 
densidad de flujo
e[nb 2]vatios por metro cuadradoW / m 2M ⋅ −3Flujo radianterecibido por unasuperficie por unidad de área.Esto a veces también se llama confusamente "intensidad".
Irradiancia 
espectral Densidad de flujo espectral
e, ν[nb 3]
  o 
e, λ[nb 4]
vatios por metro cuadrado por hertz 
 o
vatios por metro cuadrado, por metro
W⋅m −2⋅Hz −1 
 o
W / m 3
M ⋅ −2 
 
M ⋅ −1 ⋅ −3
Irradiancia de una superficiepor unidad de frecuencia o longitud de onda.Esto a veces también se denomina confusamente "intensidad espectral". Las unidades de densidad de flujo espectral no SI incluyen jansky(1 Jy = 10 −26 W⋅m −2 ⋅Hz −1 ) yunidad de flujo solar (1 sfu = 10−22  W⋅m −2 ⋅Hz−1 = 10 4  Jy).
Radiosidade[nb 2]vatios por metro cuadradoW / m 2M ⋅ −3Flujo radiante que deja(emitido, reflejado y transmitido por) una superficiepor unidad de área. Esto a veces también se llama confusamente "intensidad".
Radiosidad espectrale, ν[nb 3]
  o 
e, λ[nb 4]
vatios por metro cuadrado por hertz 
 o
vatios por metro cuadrado, por metro
W⋅m −2⋅Hz −1 
 o
W / m 3
M ⋅ −2 
 
M ⋅ −1 ⋅ −3
Radiosidad de una superficiepor unidad de frecuencia o longitud de onda.Este último se mide comúnmente en W⋅m −2 ⋅nm −1 .Esto a veces también se denomina confusamente "intensidad espectral".
Salida radiantee[nb 2]vatios por metro cuadradoW / m 2M ⋅ −3Flujo radianteemitido por unasuperficie por unidad de área.Este es el componente de radiosidad emitido. "Emisión radiante" es un término antiguo para esta cantidad. Esto a veces también se llama confusamente "intensidad".
Salida espectrale, ν[nb 3]
  o 
e, λ[nb 4]
vatios por metro cuadrado por hertz 
 o
vatios por metro cuadrado, por metro
W⋅m −2⋅Hz −1 
 o
W / m 3
M ⋅ −2 
 
M ⋅ −1 ⋅ −3
Salida radiante de una superficiepor unidad de frecuencia o longitud de onda.Este último se mide comúnmente en W⋅m −2 ⋅nm −1 ."Emisión espectral" es un término antiguo para esta cantidad. Esto a veces también se denomina confusamente "intensidad espectral".
Exposición radianteejulios por metro cuadradoJ / m 2M ⋅ −2Energía radiante recibida por unasuperficie por unidad de área, o equivalente a la irradiación de una superficieintegrada a lo largo del tiempo de irradiación.Esto a veces también se llama "fluencia radiante".
Exposición espectrale, ν[nb 3]
  o 
e, λ[nb 4]
julios por metro cuadrado por hertz 
 o
julios por metro cuadrado, por metro
J⋅m −2⋅Hz −1 
 o
J / m 3
M ⋅ −1 
 
M ⋅ −1 ⋅ −2
Exposición radiante de unasuperficie por unidad de frecuencia o longitud de onda.Este último se mide comúnmente en J⋅m −2 ⋅nm −1 .Esto a veces también se llama "fluencia espectral".
Emisividad hemisféricaε1Salida radiante de una superficie, dividida por la de un cuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie.
Emisividad hemisférica espectralε ν 
 
ε λ
1Salida espectral de una superficie, dividida por la de un cuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie.
Emisividad direccionalε Ω1Resplandoremitido por unasuperficie , dividido por el emitido por uncuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie.
Emisividad direccional espectralε Ω, ν 
 
ε Ω, λ
1Radiancia espectral emitidapor unasuperficie , dividida por la de un cuerpo negroa la misma temperatura que esa superficie.
Absorción hemisféricaUNA1Flujo radianteabsorbido por una superficie , dividido por el recibido por esa superficie. Esto no debe confundirse con "absorbancia ".
Absorción hemisférica espectralν 
 
λ
1Flujo espectralabsorbido por una superficie , dividido por el recibido por esa superficie. Esto no debe confundirse con la " absorbancia espectral ".
Absorción direccionalΩ1Resplandorabsorbido por una superficie , dividido por el resplandor que incide sobre esa superficie. Esto no debe confundirse con "absorbancia ".
Absorción direccional espectralΩ, ν 
 
Ω, λ
1Radiancia espectralabsorbida por una superficie , dividida por la radiancia espectral que incide sobre esa superficie. Esto no debe confundirse con la " absorbancia espectral ".
Reflectancia hemisféricaR1Flujo radiantereflejado por unasuperficie , dividido por el recibido por esa superficie.
Reflectancia hemisférica espectralν 
 
λ
1Flujo espectralreflejado por unasuperficie , dividido por el recibido por esa superficie.
Reflectancia direccionalΩ1Resplandorreflejado por unasuperficie , dividido por el recibido por esa superficie.
Reflectancia direccional espectralΩ, ν 
 
Ω, λ
1Radiancia espectralreflejada por unasuperficie , dividida por la recibida por esa superficie.
Transmitancia hemisféricaT1Flujo radiantetransmitido por una superficie , dividido por el recibido por esa superficie.
Transmitancia hemisférica espectralν 
 
λ
1Flujo espectraltransmitido por una superficie , dividido por el recibido por esa superficie.
Transmitancia direccionalΩ1Radianciatransmitida por una superficie , dividida por la recibida por esa superficie.
Transmitancia espectral direccionalΩ, ν 
 
Ω, λ
1Radiancia espectraltransmitida por una superficie , dividida por la recibida por esa superficie.
Coeficiente de atenuación hemisférica.μmedidor recíproco−1−1Flujo radianteabsorbido ydispersado por un volumen por unidad de longitud, dividido por el recibido por ese volumen.
Coeficiente de atenuación hemisférica espectralμ ν 
 
μ λ
medidor recíproco−1−1Flujo espectral radianteabsorbido ydispersado por un volumen por unidad de longitud, dividido por el que recibe ese volumen.
Coeficiente de atenuación direccionalμ Ωmedidor recíproco−1−1Resplandorabsorbido ydispersado por un volumen por unidad de longitud, dividido por el que recibe ese volumen.
Coeficiente de atenuación direccional espectralμ Ω, ν 
 
μ Ω, λ
medidor recíproco−1−1Radiancia espectralabsorbida ydispersada por un volumen por unidad de longitud, dividido por el que recibe ese volumen.

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