El Cálculo de Densidad Aún Plantea Preguntas

Amigos,

Es difícil de creer, pero he estado publicando blogs durante más de 8 años. En todo ese tiempo, el tema más popular, por mucho, ha sido el cálculo de las densidades de aleación. Muchas personas están preocupadas por la ecuación requerida. A primera vista, no parece ser lógico. Yo la he obtenido, pero aquí tienen un esfuerzo por tratar de hacerla más intuitiva.

Un lector escribió lo siguiente, lo cual inspiró mi explicación a continuación:

Craig escribe:

¿Por qué calculamos la densidad teórica de una aleación mediante el uso de la fórmula:
1/Da = x/D1 + y/D2 (binaria) o
1/Da = x/D1 + y/D2 + z/D3 (ternaria) EN OPOSICIÓN a multiplicar las densidades individuales de los metales por sus porcentajes en la aleación y sumarlos juntos? Pensé que la densidad de una aleación sería análoga a un promedio ponderado de las densidades de los metales en la aleación. Obviamente, eso es erróneo, pero no entiendo porqué.

El motivo por el cual usted tiene que utilizar la fórmula no tan obvia es que la densidad es proporcionada como masa/volumen. Entonces existen dos cantidades a relacionar, y una es inversa (es decir, volumen es 1/volumen en la fórmula de densidad). Entonces usted tiene que utilizar las ecuaciones anteriores, o estará equivocado. Yo obtuve estas ecuaciones en una publicación anterior. Sin embargo, muchas personas no creen que el resultado sea intuitivo.

Aquí tenemos, con suerte, un ejemplo más intuitivo. Digamos, que por algún motivo extraño, usted está interesado en altura inversa. Entonces digamos que John mide 5 pies de estatura hasta sus hombros, o 1/5 pies inverso. Su novia Kathy mide 5 pies de estatura , también 1/5 pies inverso. Kathy se para sobre los hombros de John. ¿Cuántos pies inverso es su estatura total? La tendencia sería decir que ellos miden 1/5+1/5 = 2/5 pies inverso. Pero nosotros sabemos que cuando Kathy se para sobre los hombros de John, ellos deben medir 10 pies, entonces deben tener 1/10 pies inverso. Entonces, para calcular su estatura en pies inverso, debemos utilizar:

1/IFT = 1/John IF + 1/Kathy IF = 1/(1/5) +1/(1/5) = 10

IFT = 1/10

Nota: (IFT = Pies Inverso Total)

Lo mismo es cierto para la densidad, ya la densidad = masa/volumen (volumen inverso es como pies inverso).

Otros ejemplo de ingeniería es la resistencia eléctrica y la conductividad. Si la resistencia de un cable es 2 ohms y de otro es 1 ohm, y los conectamos en serie, la resistencia total es 3 ohms. Sin embargo, si consideramos la conductividad, un cable tiene una conductividad de 0.5 mho y la otra 1 mho. Nuevamente, para obtener la conductividad total no sumamos las conductividades, debemos utilizar:

1/Ctotal = 1/C1+1/C2 = 1/0.5 + 1/1 = 2+1 = 3. Entonces Ctotal = 1/3 mho.

Espero que esto ayude.

Saludos,

Dr. Ron

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