unidad iii tipos de fluidos 1. fluidos un fluido es una sustancia que se deforma continuamente con...
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UNIDAD IIITIPOS DE FLUIDOS
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FLUIDOS
Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente con el tiempo ante la aplicación de una tensión tangencial sin importar la magnitud de esta.
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CARACTERÍSTICAS
La posición relativa de sus moléculas puede cambiar continuamente.
Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los líquidos son mucho menos compresibles que los gases.
Tienen viscosidad, aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos.
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FLUIDOS
Newtonianos
Fludos cuya viscosidad se
considera constante en el
tiempo.
Gas, Gasolina, Agua, Mercurio,
Alcohol
No Newtonianos
Fluidos cuya viscosidad no se
considera constante en el
tiempo.
Betún, masa panadería, nylon,
plastilina.
ESTADO LÍQUIDO
LÍQUIDOS
Las características que hacen diferente a un líquido de otro dependen de las fuerzas de atracción entre las partículas que los forman, con lo que estas propiedades son muy variables de un líquido a otro.
Prop
ieda
des
de lo
s líq
uido
sViscosidad Resistencia a fluir
Tensión superficial Fuerza necesaria para disminuir la superficie de un líquido
Capilaridad Comparación de las fuerzas de adhesión con fuerzas de cohesión.
Evaporación Paso de algunas moléculas del estado líquido al estado gaseoso.
Presión de vapor Fuerza que ejercen las moléculas en fase vapor en un recipiente cerrado.
Punto de Ebullición Temperatura en que la presión de vapor de un líquido iguala a la presión externa.
Punto de Ebullición Normal
Temperatura en que la presión de vapor de un líquido iguala a la presión externa
siendo esta igual a 1atm.
VISCOSIDAD
Resistencia de un fluido a fluir.
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VISCOSIDAD
La viscosidad disminuye al aumentar la temperatura.
La unidad para la viscosidad en el sistema cgs es el poise (1p=1gcm-1=0.1Nsm-2)
En el SI la unidad es el Pascal por segundo (1Pa s = 1 Nsm-2 = 1 kgm-1s-1 = 10p).
El coeficiente de viscosidad se mide por lo general con el viscosímetro de Ostwalt o con el viscosímetro de esfera descendente
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VISCOSIDAD
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VISCOSIDADLa gravedad API, de sus siglas en
inglés American Petroleum Institute, es una medida de densidad que describe cuán pesado o liviano es el petróleo comparándolo con el agua.
Normalmente se habla de viscosidad ISO para aceites industriales y viscosidad SAE para aceites automotriz.
SAE significa la viscosidad de un aceite a una temperatura específica; asignado por la Sociedad de Ingenieros Automotrices. 1
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PROBLEMAS
1. Se calibró un viscosímetro de Ostwald utilizando agua a 25ºC ( μ=8.9x10-4 Pas y ρ=1x103 kg/m3). A -193ºC se utilizó el mismo viscosímetro para determinar la viscosidad del aire líquido (ρ=0.92x103 kg/m3). Suponiendo t1/t0 = 0.193, hallar μ1.
2. Un balín de acero (ρ = 7.8x103 kg/m3) se hundió en agua y champú comercial en 1s y 7s respectivamente. Como las densidades del agua y del champú son 1x103 y 1.03x103 kg/m3 , respectivamente, ¿qué tan grande es la viscosidad del champú con respecto a la del agua?
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TENSIÓN SUPERFICIAL
Cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.
La unidad SI para la tensión superficial es N/m (1N/m=1 J/m2).
La unidad frecuentemente utilizada en el sitema cgs es dina/cm (1N/m=103 dina/cm)
La tensión superficial es medida mediante el método del tubo capilar, el líquido en el tubo de radio r ascenderá una distancia h.
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TENSIÓN SUPERFICIAL
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TENSIÓN SUPERFICIAL
La forma como depende la tensión superficial de un líquido de los cambios de temperatura esta dada por:
n es una constante, T/Tc es Tr y γ0 es una constante para un líquido dado
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PROBLEMA
La tensión superficial del agua a 20ºC es de 72.75x10-3 N/m. Una solución de etanol a 33.24% tiene γ=33.24x10-3 N/m a la misma temperatura. Se sabe que ρ=0.9614x103 kg/m3 para la solución y 0.9982x103 kg/m3 para el agua. ¿Cuánto menor será el ascenso de la solución de alcohol en el mismo tubo capilar?
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PROBLEMA
La temperatura crítica del agua es de 374.1ºC. Determine η y γ0 para el agua usando los siguientes datos.
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T (ºC) 10 20 30 40 50
γ
(10-3 N/m)
74.22 72.75 71.18 69.56 67.91
PRESIÓN DE VAPOR
También llamada presión de saturación, es la presión a una temperatura donde una sustancia en la fase líquida y su vapor se encuentran en equilibrio dinámico.
Este fenómeno también se puede llevar a cabo entre un sólido que se sublima.
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PRESIÓN DE VAPOR
La relación entre la presión de vapor y la temperatura está dada por una ecuación llamada ecuación de Clausius-Clapeyron.
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PRESIÓN DE VAPORIntegrando la ecuación
anterior.
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PRESIÓN DE VAPORPROBLEMADetermine la entalpía de
vaporización para el agua a 25ºC, a partir de los siguientes datos de presión de vapor.
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T(ºC) 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
P (torr)
17.535 18.65 19.82
721.06
822.37
723.75
625.20
926.73
928.34
930.04
331.82
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