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LOS FLUIDOS Y SUS PROPIEDADES

Objetivoso Conocer las propiedades de los fluidos

o Saber hallar las propiedades de los fluidos en laboratorio y empíricamente

MARCO TEÓRICOMecánica de fluidos: Ciencia que estudia las interacciones entre los fluidos y su entorno.Densidad: Masa por unidad de volumen y sus unidades en S.I. son. Para un fluido homogéneo. La densidad no varía de un punto a otro y define mediantePor el contrario, para un fluido no homogéneo, la densidad varía de un punto a otro. Por tanto tenemos que definir la densidad en un punto como la masa por unidad de volumen en un elemento diferencial de volumen en torno a ese punto:Esto es posible gracias a la continuidad. En los líquidos, al tener baja compresibilidad, la densidad depende de la temperatura, pero apenas depende de la presión. Para los fluidos compresibles, la densidad depende en ecuación de estado general tanto de la presión como de la temperatura, para el caso concreto de un gas ideal, con una ecuación de estado.Peso Específico: El peso por unidad de volumen. En S.I. sus unidades son. Para un fluido homogéneo, mientras que para un fluido no homogéneo, donde es la aceleración de la gravedad.Volumen Específico: El volumen ocupado por la unidad de masa. Para un fluido homogéneo se define como, mientras que en el caso general de un fluido no homogéneo tendremos que hablar de su valor en un punto.En todos los casos ⁄. Sus unidades en el S.I. son.Viscosidad: La viscosidad refleja la resistencia al movimiento de fluido y tiene un papel análogo al del rozamiento en el movimiento de los sólidos y está siempre presente en mayor o menor medida tanto en fluidos compresibles como incompresibles, pero no siempre es necesario tenerla en cuenta, en los fluidos perfectos o no viscosos su efecto es muy pequeño y no se tiene en cuenta, mientras que en el caso de los fluidos reales o viscosos su efecto es importante y no es posible despreciarlo. En el caso del agua, se habla del flujo del agua seca (flujo no viscoso) y del flujo de agua mojada (flujo viscoso).Presión: La presión en un punto se define como el valor absoluto de la fuerza por unidad de superficie a través de una pequeña superficie que pasa por ese punto y en el sistema internacional su unidad es Pascal. Mientras que en el caso de los sólidos en reposo, las fuerzas sobre una superficie pueden tener cualquier

dirección, en el caso de los fluidos en reposo la fuerza ejercida sobre una superficie debe ser siempre perpendicular a la superficie, ya que si hubiera una componente tangencial, el fluido fluiría. En el caso de un fluido en movimiento, si este es no viscoso tampoco aparecen componentes tangenciales de la fuerza, pero si se trata de un fluido viscoso sí que aparecen fuerzas tangenciales de rozamiento.De este modo, un fluido en reposo a una presión ejerce una fuerza sobre cualquier superficie plana arbitraria en contacto con el fluido en el punto, definida por un vector unitario, perpendicular a la superficie. En general, la presión en un fluido depende del punto. Así, para un fluido en reposo la presión se define como la fuerza normal por unidad de superficie.Compresibilidad: Se caracteriza por el coeficiente de compresibilidad, definido como que representa la disminución relativa del volumen por unidad de aumento de presión. Sus unidades son de inversa de presión, en el sistema S.I. Su inversa es el módulo de compresibilidad. Tanto como dependen de la forma en que se realiza el proceso.Dilatación Térmica: Se caracteriza por el coeficiente de dilatación de volumen, que representa el aumento relativo del volumen producido por un aumento de la temperatura, y está definida como donde V es el volumen inicial del líquido.

ANÁLISISPara sacar un cuerpo del interior de un líquido debemos hacer una fuerza, el propio peso del líquido sobre el cuerpo ejerce la fuerza que se opone a nuestra acción. Vamos a comprobar la existencia de esas fuerzas:- Colocamos una pequeña lámina de aluminio, muy fina, en el extremo de un

tubo de vidrio abierto por los extremos.- Introducimos el tubo en un vaso grande lleno de agua manteniendo sujeta la

lámina metálica.- Dejamos suelta la lámina sujetando el tubo.- Cambiamos la posición del tubo.- La lámina no se desprende al ser introducida en el agua ni tampoco al

cambiar de posición. Esto nos indica que alguna fuerza impide que la lámina caiga.

- Ahora subimos despacio el tubo hacia la superficie.- Llega un momento en que la lámina se desprende del tubo.La lámina metálica se mantiene unida al tubo hasta que llega a la superficie. Entonces, se desprende y cae al fondo. De aquí deducimos que la fuerza era ejercida por el agua.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN

FACULTAD DE INGENIERIA E.F.P. CIVIL

- Sujetamos otra vez con los dedos la lámina a la boca del tubo y lo

introducimos en el vaso grande con agua.- Dejamos caer suavemente agua en el interior del tubo.- Llega un momento en que se desprende la lámina metálica.La lámina metálica cae cuando el nivel superior de la columna del agua dentro del tubo coincide con el nivel del agua en el vaso. De aquí puede concluirse que la fuerza que realiza el agua del vaso sobre la lámina es igual al peso de la columna de agua dentro del tubo.Para conocer la intensidad de la fuerza del agua sobre la lámina metálica, debemos calcular el peso del líquido que hemos vertido dentro del tubo CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESPodemos concluir que la fuerza ejercida por el agua sobre la lámina metálica es igual y de sentido contrario a la fuerza ejercida por el peso del agua en el interior del tubo.Presión en el interior de los líquidos: La existencia de fuerzas perpendiculares a las superficies presentes en el interior de los líquidos, debidas al propio peso de éstos, nos lleva a admitir la existencia de presiones en el interior de los líquidos. A esta presión se le denomina presión hidrostática: presión que ejercen los líquidos en cualquier punto de su interior. ComoLa presión hidrostática en un punto de un líquido es directamente proporcional a la densidad del líquido y a la profundidad a la que se encuentra el punto.BIBLIOGRAFÍAo Darcy, H., Les Fontaines Publiques de la Ville de Dijon. Dalmont, Paris, 1856.

o Ausberto R. Rojas Saldaña, Física II, Perú, 2007

ANEXOLa paradoja hidrostática: Los tres recipientes tienen la misma superficie en su base y el mismo líquido de densidad d hasta la altura h y las cantidades de líquido varían. Pero la fuerza y la presión sobre el fondo son las mismas en los tres recipientes.

RESUMEN EJECUTIVOEl presente trabajo contiene información en forma resumida, la teoría y el número de propiedades de los fluidos; contiene también la metodología de obtener los datos numéricos de cada una de las propiedades en prácticas de laboratorio, y mediante los conocimientos teóricos previos y estas prácticas de laboratorio poder deducir las fórmulas y datos numéricos de cada propiedad de los fluidos.El presente contiene las siguientes partes. Los objetivos que se desean alcanzar al terminar el trabajo; El Marco Teórico, que nos dará una idea inicial del tema a tratar para guiarnos y realizar así los experimentos con precisión y seguridad; El Análisis, en el que obtendremos las formulas deducidas de la teoría y la experimentación en laboratorio; Conclusiones y Recomendaciones que podemos hacer de los conocimientos adquiridos en la realización del presente trabajo; Bibliografía, fuente de la información usada; Anexos, alguna información adicional que sea necesaria para aclaraciones finales del trabajo.

EXECUTIVE SUMMARYThe present work contains information in summarized form, The theory and the number of properties of the fluids; It contains also the methodology of obtaining the numerical information of each one of the properties in laboratory practices, And by means of the theoretical previous knowledge and these practices of laboratory to be able to deduce the formulae and numerical information of every property of the fluids.The present contains the following parts. The aims that are wanted to reach on having finished the work; The Theoretical Frame, That will give an initial idea of the topic to treat us to guide and to carry out this way the experiments accurately and safety; The Analysis, in which we will obtain the formulae deduced of the theory and the experimentation in laboratory; Conclusions and Recommendations that we can do of the knowledge acquired in the accomplishment of the present work; Bibliography, source of the secondhand information; Annexes, some additional information that is necessary for final explanations of the work.

CONTENIDOObjetivos……………………………………………………………………….…….… 2Marco teórico………………………………………………...…………….…….….… 2Análisis…………………………………………………………………………..……... 3Conclusiones y recomendaciones……………………………………………….….. 4Bibliografía y Anexos…………………………………...………………………..…… 5