Unidades (6): Volumen, energía y potencia

Continuamos con nuestro repaso de las diferentes unidades de uso habitual en la automoción. Hoy nos centraremos en las unidades de volumen, energía y potencia.

Volumen (o capacidad)

La unidad del sistema internacional para el volumen es el metro cúbico, 1 m3, que no es más que el espacio tridimensional que ocupa un cubo perfecto donde cada arista mide un metro. Este es un volumen enorme para la mayoría de propósitos prácticos, así que normalmente utilizamos el litro, que es mil veces más pequeño.

Por cierto, según los estándares, el litro se debe escribir en minúscula, ya que no es un nombre propio; aunque para evitar confundirlo con el número uno, en ocasiones se escribe en mayúscula.

En el mundo anglosajón, sobre todo para medir el volumen de combustible, acostumbran a utilizar el galón. Antiguamente, su valor era diferente según lo que se estuviera midiendo: por ejemplo el galón de vino y el galón de cerveza. Sin embargo, hoy en día normalmente se utiliza la definición estadounidense, que originalmente definía el galón como el volumen ocupado por un cilindro 6 pulgadas de longitud y 7 diámetro, lo que equivale a 230,907 pulgadas cúbicas. En la actualidad, se ha redondeado el valor a 231 pulgadas cúbicas, es decir, 3,785 l.

Hablando de petróleo, muchas veces oímos hablar en barriles. Un barril estadounidense equivale a 42 de sus galones, es decir 158,987 l. También existe el barril británico, cuyo valor es de 35 galones imperiales, dando un total de 159,11 l.

Otra medición que se expresa en unidades de volumen es la cilindrada. La cilindrada de un motor es la suma del volumen útil máximo de todos los cilindros juntos. Tened en cuenta que dentro del motor nunca hay ese volumen de combustible en aerosol, ya que nunca estarán todos los pistones en su punto muerto inferior a la vez.

La cilindrada se puede medir en litros, pero es más habitual hacerlo en centímetros cúbicos. Hay mil centímetros cúbicos en un litro,es decir, equivale a un mililitro. Oficialmente, el símbolo de los centímetros cúbicos es 1cm3, aunque es habitual ver simplemente 1cc. En este caso, supongo que se utilizan los centímetros cúbicos por motivos publicitarios: utilizar números grandes, vende. Aunque signifique exactamente lo mismo.

Unidades de volumen
1cm3 = 1 cc = 1 ml
1 l = 1000cm3
1m3 = 1000 l
1gal = 3,785 l

Energía

Hace un año ya dediqué una serie de cuatro artículos a hablar sobre la energía, así que esta vez seré lo más breve posible.

Para aumentar la energía de un cuerpo, lo que hacemos es acelerarlo aplicándole una fuerza. Pero si esa fuerza no provoca un desplazamiento (porque está compensada por otra), está claro que la energía no cambia. Así que una forma posible de obtener la energía transmitida es multiplicar la fuerza por el desplazamiento que sufre dicho cuerpo mientras está siendo acelerado (esta forma de transmitir energía se llama trabajo).

Por lo tanto, la unidad de energía en el sistema internacional se obtiene multiplicando la de fuerza (el Newton, que recordad que equivale a 1kg m/2) por la de distancia (el metro). Como la energía es muy importante, a esta unidad se le ha dado nombre en honor del Físico histórico James Prescott Joule. En español, a veces lo traducimos patateramente a «Julio». En cualquier caso, se abrevia J.

Una unidad alternativa, pero muy conocida, es la caloría. Se define como la energía necesaria para calentar un grado la temperatura de un litro de agua, y equivale a 4,187J. Por cierto, muchas veces en dietética se dice caloría cuando en realidad se quiere decir kilocaloría (es decir, 1000cal). Supongo que se hace para favorecer la austeridad, si a alguien le dice que debe ingerir un millón y medio de calorías al día es probable que se lance a la anorexia.

En el mundo anglosajón, como siempre, acostumbran a manejar unidades más extrañas: el BTU (de unidad térmica británica). Se define como la energía necesaria para elevar un grado Fahrenheit una libra de agua, y equivale a 1055J.

Unidades de energía
1J = 1 kg m2/s2
1cal = 4,1868 J
1BTU = 1055,056J = 251,996cal

Potencia

A menudo no nos interesa la energía total, sino el ritmo en que se transmite la misma. La potencia se calcula tomando el valor total de la energía transmitida, y dividiendo por tiempo. Es decir, la unidad en el sistema internacional es el 1J/s. Para simplificar las cosas, esta unidad recibe el apodo de vatio, en honor del científico escocés James Watt.

En automoción, por motivos históricos, la potencia suele darse en caballos de vapor. Se empezó a utilizar cuando la máquina de vapor substituyó a los equinos como medio de transporte, intentando encontrar un valor similar a la potencia que aportaban esos nobles animales. Su definición original es potencia necesaria para elevar 75kg una altura de 1m en 1s, lo cual equivaldría a 735,49875W. Su abreviatura es cv (de cheval au vapeur).

En ocasiones, se confunde el caballo de vapor con el caballo de potencia, que es la unidad americana correspondiente. Se define como la potencia necesaria para levantar un peso de 33000 libras una distancia de 1 pie en un minuto. Si hacéis los cálculos, equivale a 745,6999W. Se suele abreviar como hp (de horse power)

Unidades de potencia
1W = 1J/s 1 kg m2/s3
1cv = 0,986320hp = 735,49875W
1hp = 1,0138697cv = 745,699 87158227022W

Con esto, hemos repasado las unidades más importantes. Seguro que me he dejado muchas en el tintero, y en el futuro quizá repasamos alguna de ellas. Pero, por el momento, lo dejaremos aquí.

Fotos | Tetra pack, Y0si, Paulo Brandão

En Circula seguro | Unidades (1): Introducción y longitud
(2): Sistema internacional
(3): Velocidad y masa
(4): Aceleración y fuerza
(5): Presión y torque
(6): Volumen, energía y potencia
  • http://openid.blogs.es/cdcskater Sam

    “En ocasiones, se confunde el caballo de vapor con el caballo de potencia…” Cierto, yo el primero. Pero según los valores son prácticamente iguales… no? :)

  • http://openid.blogs.es/glueball Jaume

    De 735,5W a 745,7W, una diferencia del 1,4%. No es demasiado, no. Si la precisión no es importante, podemos tranquilamente suponer que son iguales (igual que hacíamos con atmósferas y bares el otro día).

  • http://nose nose

    nose