CAPITULO 1 (Cont.)Propiedades Relacionada con el Flujo de CalorCalor Especfco (c)Capacidad de una sustancia para almacenar energa trmica. Se mide como la cantidad de energa trmica que necesita una unidad de masa para aumentar su temperatura en 1C.

Para los gases el calor especfico (c) depende del proceso. Si el volumen especfico (=1/) permanece constante al cambiar la temperatura, entonces c = c.

Si la presin se mantiene constante, entonces c = cp.(Ver tabla)

La razn c/cp est dada por el smbolo k (ver tabla)

Propiedades Relacionada con el Flujo de Calor (cont.) Energa Interna Especfica () Energa de una sustancia debida a su actividad molecular, se expresa como energa por unidad de masa (J/kg).

VISCOSIDADEs la propiedad de un fluido que le permite oponer resistencia a un esfuerzo cortante.Los fluidos muy viscosos poseen alta resistencia al corte y por eso fluyen lento.Ecuacin de la viscosidad: = (v/e), = F/A donde es el coeficiente de viscosidad v es la velocidad y e el espesor donde se desplaza el fluido.

Viscosidad Absoluta o Dinmica ()SI= se miden en poises. 1 poise = 0.1 N*seg/m2Sistema ingls = se miden en lbf*seg/pie2Viscosidad Cinemtica () = / Se mide en m2/seg, o en ft2/seg

Consultar tablas

Clculo de Gases: /o = (T/To)3/2(To+S)/(T+S)donde o es una viscosidad a una temperatura To, S es la constante de Sutherland (ver tabla A-2).Las temperaturas son absolutas.

Lquidos: = Ceb/tC y b son constantes que se determinan a partir de viscosidades a dos temperaturas diferentes y la ecuacin se utiliza para determinar una tercera viscosidad.

EjemplosLa viscosidad absoluta del amoniaco a 68F es de 2.07 x 10-7 lbf*s/ft2 y a 392 F es de 3.46 x 10-7 lbf*s/ft2 . Proporcionar la constante de Sutherland para el amoniaco. /o = (T/To)3/2(To+S)/(T+S)2.07/3.46 = ((68+460)/(392+460))3/2(852+S)/(528+S)S = 903 R

Tabla

2.21 La viscosidad dinmica del nitrgeno a 59F es de 3.59 x 10-7 lbf*s/ft2 Usando la ecuacin de Sutherland encuentre la viscosidad dinmica a 200F.

/3.59 x 10-7 = (660/519)3/2(519+192)/(660+192)

= 4.30 x 10-7 lbf*s/ft2

2.41 Entre el disco y la base hay aceite.Si el disco gira a 1 rad/s Cul ser la razn entre el esfuerzo cortante del aceite en r = 2cm y el esfuerzo cuando r = 3cm?Si la velocidad de rotacin es 2 rad/s Cul es la velocidad del aceite en r = 3 cm?Si la viscosidad del aceite es 0.01 N*seg/m2 y la separacin y es de 2mm, Cul es el esfuerzo cortante para las condiciones del inciso b?

= (v/y) = r/y

a) 2/3 = (*1*2/y)/(*1*3/y) =2/3 = 0.667

b) V = t = 2 x 0.03 = 0.06 m/s

c) = (v/y) = 0.01 x 0.06/0.002 = 0.30 N/m2.

ELASTICIDAD

Se le conoce como compresibilidad. Se refiere a la cantidad de deformacin (expansin o contraccin) para cierto cambio de presin.

ElasticidadLquidos: E = -dP/(dV/V), donde dP = cambio de presin, dV = cambio de volumen y E = es el mdulo de elasticiad volumtrico.Si la presin aumenta (+dP), el volumen disminuye (-dV) y viceversa, por eso E siempre es positivo.

ElasticidadTambin: E = dP/(d/), donde dP = cambio de presin, d = cambio de densidad y E = es el mdulo de elasticiad volumtrico.Si la presin aumenta (+dP), la densidad aumenta tambin (+d) y viceversa, por eso E siempre es positivo.

ElasticidadGases: E P = kP-Proceso Isotrmico (T cte.): k = 1 E = P = RT P1V1 = P2V2-Proceso Adiabtico (T cambia): E = kP, donde k = Cp/C P1V1k = P2V2k T2/T1 = (P2/P1)(k-1)/k

Ejemplo de ElasticidadA una gran profundidad en el oceano, el cambio de presin es 1MPa, En qu porcentaje variar un volumen de 1m3 de agua? E = 2.2 GPa para el agua.E = -dP/(dV/V)2.2 x 109 = -(1 x 106)/(dV/1)dV = -0.00045 m3dV/V = -0.00045/1 = -0.00045% = -0.00045*100 = -0.045 %

Tensin Superficial ()Segn la teora de atraccin molecular, las molculas de un lquido actan una sobre otra y en todas las direcciones, Fx = 0, Fy = 0.En la superficie Fy 0 por lo que la fuerza resultante ocasiona que la superficie est ms tensa, como una membrana estirada.

Tensin Superficial () es el trabajo que debe realizarse para llevar un nmero de molculas desde el interior para reemplazar una fraccin de superficie. = W/APara una fuerza que acta sobre una linea de superficie: = F/LEl valor a temperatura ambiente de para una superficie entre aire y agua = 0.073 N/m = 0.005 lbf/ft

Tensin Superficial ()Para una pequea gota esfrica de radio r la presin interna se calcula en funcin de las fuerzas que actan sobre un cuerpo libre semiesfrico:

Un insecto est suspendido en la superficie de un charco por medio de la tensin superficial. El insecto tiene 6 patas y cada una esta en contacto con el agua en una longitud de 5 mm. Cul es la masa mxima del insecto para que no se hunda? De A-5: = 0.073 N/m

Fy = 0F-W=0, F=WF = L * 2 (para cada pata)FT = 6*0.073*0.005*2 FT = 0.00438 N W = 0.00438 = mg = m(9.81)m = 0.000446 kg.

CapilaridadAl insertar un tubo muy delgado d adhesin del lquido con el tubo, entonces la superficie no se rompe y desciende (ej: mercurio)

CapilaridadPara saber cuanto desciende o asciende:H = 2 cos ()/(r)Para agua y vidrio 0 porque hay mucha adhesin.

Se utiliza una columna de agua en un tubo de vidrio para medir la presin en un tubo. El tubo es de 1/4 de dimetro. Qu cantidad de la columna de agua se debe a efectos de tensin superficial? Cules seran los efectos de la tensin superficial si el tubo fuera de 1/8 o 1/32 de dimetro? De A-5: = 0.005 lbf/pie

H = 2 cos ()/(r)H = 2 (0.005) (1)/(62.4r)d = 1/4 = 1/48H = 0.0154 = 0.185

Presin de VaporEs la presin a la que hierve un lquido. El agua puede hervir a 100C o a otra temperatura si la presin es distinta a la P. Atmosfrica.Si la presin aumenta la temperatura de ebullicin aumenta. Ej: ollas de presin.Ver tabla.

COMPROBACIN DE LECTURA DEL CAPTULO 1 DEL LIBROJORNADA MATUTINA: MARTES 15 de febrero.

JORNADA VESPERTINA:

Para entregar:

La tensin superficial del mercurio es 0.514N/m y el ngulo de contacto es 40. Encuentre la distancia de depresin en un tubo de 1mm.