Propiedades de Los Fluidos

FLUIDO La hidráulica es el área área de la Física que se se encarga de estudiar a los S fluidos y su comportamiento. En función del movimiento de estos se

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divide en hidrostática e hidrodiná hidrodinámica. mica. La mecánica de fluidos estudia las leyes de movimiento de los fluido y sus procesos de interacción con los cuerpos s´lidos. Su desarrollo e una mezcla de teoría y experimentos por un lado básicamente matemáticos, aunque gran parte de sus modelos se originaron con un carácter empirico. Los fluidos son sustancias que debido a su baja resistencia al esfuerzo cortante fluyen libremente, carecen de forma propia y generan fuerzas perpendiculares a las paredes del recipiente que los contenga, ocasionando una condición de presión. Generalmente se encuentran en estado líquido y/o gaseoso, aunque aunque algunas mezclas de los tres estados de agregación se comportan como fluidos.

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DENSIDA D como el cociente de dividir la masa La densidad también se define de la sustancia entre el volumen que ocupe dicha masa. Su expresión es la siguiente:

m

P

v

3

3

3

3

P = Densidad (gr/cm, kg/m, UTM/m, slug/ft ) m = Masa ( gr, kg, UTM, slug ) 3

3

3

v = Volumen ( cm , m , ft )

PESO ESPECIFICO El peso especifico se define como la relación de dividir el  peso de una sustancia entre el volumen que ocupe dicho  peso. Su expresión es la siguiente:

w v

3

3

3

3

= Peso especifico (D/cm, N/m, Kg/m, Lb/ft ) W = Peso (D, N, Kgf, Lb ) 3

3

3

V = Volumén (cm, m, ft )

CARACTERISTICAS DE LOS FLUIDOS VISCOSIDAD – Es la propiedad que tienen los fluidos para resistirse a iniciar un movimiento. Capa delgada formada en la superficie del agua

ADHERENCIA – Es la propiedad que tienen los fluidos de la misma especie para unirse unos con otros.

El aceite es muy viscoso debido a eso sale muy lentamente del barril.

 TENSION SUPERFICIAL – Es una pequeña capa muy delgada que se forma en la superficie del fluido. El mercurio que es un metal liquido tiene la facilidad de unirse.

Dos sutancias Diferentes (agua y grenetina)

COHESION – Es la propiedad que tienen dos moléculas de diferentes sustancias para unirse.

CAPILARIDAD – Es la propiedad que tienen dos fluidos para subir sobre un sólido. Esta propiedad generalmente se observa y se origina mediante pequeños tubos del diámetro de un cabello los cuales se conocen como tubos capilares.

Por ejemplo la densidad de la neblina

DENSIDAD – Es aquella propiedad que tienen los fluidos la cual identifica que tan unidas estan las moléculas de las sustancias.

PRESION EN UN FLUIDO La presión en un fluido es tambien conocida como presión hidrostatica la cual se origina en función de la profundidad donde actue la fuerza y se define como:  La presión de un fluido en cualquier punto es directamente  proporcional a la densidad del fluido y a la profundidad por  debajo de la superficie del fluido. Su expresión es la siguiente:

Ph = P Ph =

gh h

Ph = Presión hidrostatica h = altura P = Densidad g= gravedad = Peso especifico

PRESION  La presión se define como la fuerza normal o perpendicular que actúa por unidad de área.

La expresión de la presión es la siguiente: P= Presión (N/m2 = P, lb/pie2) F= Fuerza (D, N, Kgf, Lb) dF A= Área (cm2, m2, ft2 ) P=

dA

A mayor área, menor presión.

A menor área, mayor presion.

PRINCIPIO DE PASCAL Para las maquinas simples el trabajo de entrada debe de ser igual al trabajo de salida, considerando despresiable el rozamiento del fluido, por lo que la fuerza generada en el inicio debe de ser igual a la distancia recorrida tanto en el inicio como en el punto final. Es decir, la presión aplicada en el punto de inicio genera una misma presión a lo largo del ducto, y del fluido obteniendo una misma presión en la salida. Este fenomeno que fue observado por el matematico francés Blaise Pascal mismo que se conoce como

una presión externa aplicada a un fluido confinado se transmite uniformemente a cada porción del fluido y a las paredes del recipiente que lo contenga. Principio de Pascal, el cual señala:

El Principio de Pascal es utilizado en la industria mediante la máquina denominada Prensa Hidráulica.

Su expresión es: F1 F2

P1 = P2 F F = ( ( ) A) A

P1 P2

1

2

 PRINCIPIO DE ARQUIMEDES  Todo fluido ejerce una fuerza en forma ascendente el cual origina que cuando un objeto es sumergido en el fluido este pueda flotar, quedar parcialmente sumergido o hundirse. Este fenomeno se conoce como flotación y la fuerza que actua en forma ascendente se denomina fuerza de flotación o empuje. El matematico griego Arquimedes fue el primero en estudiar el empuje vertical hacia arriba que ejercen los fluidos el cual se conoce como Principio de Arquimedes, mismo que señala: “ Un objeto que esta completa o parcialmente sumergido en un fluido experimenta una fueraz de abajo hacia arriba igual al peso del fluido desalojado.”  La expresion del Principio de Arquimedes es la siguiente:

FF = F B= Ep } Empuje Ep = W (peso) Ep = V Ep = V P g

El principio de Arquimedes presenta las siguientes caracteristicas: 1.- Un objeto se hundira si el peso del fluido que desaloja el empuje es menor que el peso del cuerpo. 2.- Si el peso del fluido desalojado es exactamente igual al peso del cuerpo sumergido no se hundira ni se elevara el cuerpo, es decir estara en equilibrio. 3.- Si el peso del fluido desalojado excede al peso del cuerpo sumergido, el cuerpo se el elevara a la superficie y flotara.

W

Si el Ep es mayor que W este va a flotar  Si el Ep es igual que W este se queda en medio Si el Ep es menor que W este se hunde

Ep

W W

Ep