PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

CARACTERISTICAS DE LOS LIQUIDOS

Viscosidad. Es la oposición  de un líquido al fluir, esta disminuye cuando a crece la temperatura. Esta es baja en gases inertes y alta en aceites.

Fluidez. Es la capacidad de pasar por cualquier espacio sin importar si este fuera muy pequeño. Fluidez es lo opuesto a viscosidad.

 
Cohesión. Es la fuerza con la que se atraen las moléculas del líquido.

Adhesión. Es la fuerza de atracción entre diferentes moléculas.

Tensión Superficial. Es la fuerza que se presenta en la superficie del líquido para mantener el volumen de este dentro de una superficie.

Capilaridad. Es la facilidad que tiene los líquidos para subir por tubos capilares o de diámetros  muy pequeños.

CARACTERISTICAS DE LOS GASES.

 Compresión. Es la capacidad para reducir los espacios entre sus moléculas.

Expansión .La capacidad de aumentar la velocidad de sus partículas con el aumento de temperatura lo cual provoca que se mueva en un mayor espacio haciendo que ocupen una expansión del gas.

Difusión .Es la propiedad o la capacidad de que cuando dos gases se juntan se mezclan hasta quedar repartidos de una manera igual o uniforme en el aire.

Presión .Es la propiedad que da el sentido del flujo a la masa gaseosa.

Fluidez. Es una característica que comparte con los líquidos.

MECANICA DE FLUIDOS

Es La ciencia que estudia el comportamiento de los fluidos que se encuentran en reposo o en movimiento.

·         Hidráulica: es la parte de la física que analiza el origen del movimiento de los líquidos y nos ayuda al estudio de las técnicas para mejorar el aprovechamiento del agua

La Hidráulica se divide en: Hidrostática e Hidrodinámica

·         La Hidrostática: como el nombre lo dice, estudia los líquidos en reposo.

·         Hidrodinámica: Estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento.

FLUIDO

El término fluido se aplica para toda aquella sustancia que tiene la capacidad de que sus moléculas se deslicen entre ellas, lo cual se conoce como fluir.

El agua y el aire son fluidos, de hecho todos los líquidos y gases son fluidos.

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Líquidos	Gases
Se adoptan a la forma del recipiente en el que se encuentran	Se adoptan a la forma del recipiente en el que se encuentran
Tienen un volumen definido	No tienen un volumen definido
No se pueden comprimir	Si se pueden comprimir
Los espacios entre cada una de sus moléculas son muy pequeños	Los espacios entre cada una de sus moléculas son muy grandes
La fuerza de atracción entre sus moléculas es grande(se deslizan unas con otras)	Casi no hay fuerza de atracción entre sus moléculas(Existe una gran movilidad entre ellas)

CONVERSIÓN DE UNIDADES DE UN SISTEMA A OTRO

La conversión de unidades nos sirve para  cambiar de un sistema de unidades al que se requiere. Para lo cual  existen equivalencias.

1m	100cm
1km	1000
1m	3.28ft(pies)
1ft	30.48cm
1milla	1.609km
1 litro	1000cm3
1 tonelada	1000kg
1Newton	1×105dinas

Al conocer estas equivalencias nosotros podemos hacer las conversiones empleando el método “multiplicar por uno”

Este método se lleva a cabo de la siguiente manera.

 Convertiremos 7 metros a centímetros

1.- Se escribe la cantidad con la unidad de medida que se desea convertir.

7m.

2.-Se pone el signo de la multiplicación y una raya de quebrado ambos signos nos indican que haremos dos operaciones una de multiplicar y otra de dividir.

7m.× ___

3.-Recordemos que existen equivalencias entre las unidades involucradas es decir que existe un factor de conversión.

1m = 100cm

1cm=.01m

4.- Una vez obtenido el factor de conversión se acomodaran de tal forma que se elimine la unidad que deseamos convertir.

7m x 100cm/1m=700cm

DENSIDAD

Es una relación que te dice que cantidad de materia entra en un determinado volumen. Mientras más denso es el cuerpo, más cantidad de moléculas entran por cm3.

Por ejemplo, la densidad del agua es 1 g/cm3 ( = 1 kg/dm3 ). La densidad aproximada del

Cuerpo humano es 0,95 kg/dm3. El cuerpo humano es un poco menos denso que el agua.

Por eso uno flota en el agua.

La densidad absoluta(o simplemente densidad) es la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. y se calcula mediante la fórmula:

p=m/vol.   ->    g/cm3    ó Kg/m3

p=densidad

m=masa

v=volumen

Por ejemplo:

Hallar la densidad absoluta de la gasolina Magna, sabiendo que 69gr de dicha sustancia ocupan un volumen de 92cm3

DATOS	FORMULA	SUSTITUCION	RESULTADO
m=69gr	P=m/v	P=69gr/92cm3	P=.75gr/cm3
V=92cm3

EXPERIMENTO DENSIDAD

Bueno este experimento  consiste en aumentar la densidad del agua con sal  lo que logra que el huevo tenga un mayor empuje y por lo tanto flote .este flota por que tiene menor densidad que el agua con sal.

Lo que observamos en el experimento.

Al agregar 1 cuchara sopera de sal al vaso de agua no paso nada.

A la segunda, tercera no sucedía nada fue hasta la 4 donde el huevo empezó a ladearse un poco.

En la quinta el huevo al ser introducido al vaso cayo lentamente pero seguía sin flotar,

Sexta cucharada ,el huevo cae mucho más lento al fondo del vaso pero aun no flotaba, fue hasta séptima cucharada de sal cuando el huevo flota con facilidad pues ya era menos denso que el agua con sal.

DENSIDAD RELATIVA

Es la relación entre la densidad de una sustancia y la de otra que se toma como base. La densidad de la sustancia que se utiliza más comúnmente es la del  agua(1gr/cm3 ó Kg/m3)

δ = ρSustancia/ρAgua           

Ejemplo:

La densidad relativa del Hierro Colado es de 7.2. Determina la densidad absoluta y la masa de 60cm³

δ  =p/pH₂O                 p= δpH₂O        p=(7.2)(1gr/cm³)                  p=7.2gr/cm³

m/pv          m=(7.2 g/cm³ )(60cm³)      m=432g

PESO ESPECÍFICO

Alguna vez en nuestra vida hemos escuchado este chistecito clásico  el cual dice ¿Qué pesa más un kilo de algodón o un kilo de oro? “Pues la pregunta es muy lógica, pesa más el oro”… esa sería una respuesta de un tipo que no fue alumno de la Ing. Karla. Pues los dos pesan exactamente lo mismo pero lo que confunde a estas personas es que es mucho más grande el volumen de un kilo de oro que el volumen de un kilo de algodón. La relación entre su masa y su volumen a lo cual se le denomina peso especifico.

Lo cual se expresa así:

γ=w/v  ó mg/v=pg

El peso específico se expresa Newtons/m³

Por ejemplo:

Marcos  quiere robar un banco donde hay una pieza de oro, cuyas medidas son 30cm. ¿Crees que Marcos pueda cargar el baúl? Claro el dinero será repartido entre los podres como su tío abuelo chucho el roto le enseñó.

Determinaremos el volumen y después el peso de la pieza de oro.

V=30x40x20=24000cm3

p=19.3g/cm3   vp=m   24000cm3x19.3g/cm3=463.2kg. …Uff creo que no lo podrá cargar.

PRESIÓN

La Presión es la unidad de fuerza que actúa en una área determinada. y la presión absoluta nos es ni nada más ni nada menos que la presión dada por una instrumento como un  manómetro a la cual se le suma la presión atmosférica. Y la relativa  es la determinada por un elemento que mide la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica del lugar donde se efectúa la medición.

La fórmula para obtener la presión es:

P=F/A

En donde el área es mayor la presión será menor y viceversa si la área es menor la fuerza será mayor.

Por eso en las camas de clavos son muchos clavos pues con eso aumentan el área donde se repartirá nuestra peso logrando reducir la presión en ellos con lo que evitamos ser perforados=)

La presión tiene muchos usos como por ejemplo la industria automotriz con los frenos hidráulicos basados del principio de pascal con el cual es accionado el pedal de freno logrando multiplicar la fuerza que nosotros aplicamos sobre el pedal además también la podemos observar en la presión de los neumáticos así como en los refrigeradores.

PRESION HIDROSTATICA

En la presión hidrostática es aplicada en un objeto que se encuentra  dentro de un fluido donde es igual en todos sus puntos, la cual no depende la cantidad del agua pero si de la profundidad a la  que se encuentre el objeto.

Ejemplo. En uno de los pocos baches de Xalapa hay uno que mide 1.3m. ¿Qué presión hay en el fondo del mini bache si se encuentra lleno de agua?

P=pgh   P=(1000km/m3)(9.81m/cm2)=12753pa

INSTRUMENTOS  PARA MEDIR LA PRESIÓN.

¿COMO FUNCIONAN?

BAROMETRO DE MERCURIO

Este funciona llenando un tubo de mercurio tapado o sellado por un extremo e invirtiéndolo como si le taparas el popote que esta dentro de tu refresco, bueno solo que en este caso es mercurio , como observamos al tener tapado el tubo, genera un espacio por encima del mercurio que se encuentra dentro del tubo con una presión igual a cero, la presión de aire es perpendicular al liquido en este caso mercurio , lo que tiene un empuje hacia abajo forzando a subir el mercurio que se encuentra dentro de tubo. El cual se detiene cuando la fuerza es igual a la que  se ejerce en la superficie de mercurio. Pero es que significa por que no es magia si no con esto  nos damos cuenta que la presión en el fondo de la columna es igual a la presión atmosférica =) en donde se mostrara que la altura del mercurio dentro del tubo alcanzara una altura de 760mm. Donde cada mm. Se le denomina un torr, y 760mm equivalen a 1.013x10⁵

Comprobemos P=pgh

Patm= (13600kg/m`3)(9.81m/s²)(.76m)=101396.16Pascales

 MANÓMETRO

Como ya dijimos es un instrumento para medir la presión absoluta es decir la presión dada por el instrumento más la presión atmosférica.

Este funciona con un tubo que contiene regularmente mercurio, en forma de U con un lado expuesto a la presión atmosférica y el otro extremo esta conectado a un recipient  cuya presión ha de medirse, cuando la presión es igual a la atmosférica los niveles del mercurio serán iguales en ambos lados, pero si la presión de recipiente es mayor el nivel subirá del lado expuesto a la presión atmosférica,

La presión absoluta se calcula de la siguiente manera

Pabs=Patm+pgh

PRINCIPIO DE PASCAL

Blaise Pascal fue un matemático, físico, filósofo y teólogo francés. Trabajó en los campos de estudio de líquidos (hidrodinámica e hidrostática), centrándose en los principios de fluidos hidráulicos. Entre sus invenciones se incluye la prensa hidráulica (que usa la presión hidráulica para multiplicar la fuerza) y la jeringuilla

E l principio de pascal tuvo demasiado auge pues descubrió que al aplicar una pequeña presión se podría generar una presión mucha más grande lo cual permitió el desarrollo de  la prensa hidráulica  y la jeringuilla en un principio pero hoy en día tiene muchas aplicaciones.

Ejemplo de pascal.

Nos dice que la P1=P2  por lo tanto la F1/A1=F2/A2

En un elevador de una estación de servicio, se tiene un embolo grande de 34cm de diámetro y el pequeño  de 4cm.¿que fuerza se requiere aplicar en el embolo  menor para levantar un automóvil que junto con el embolo mayor tienen una  masa de 3600kg.?

PRINCIPIO DE ARQUIMIDES

Fue un griego matemático de los más grandes de su época y en general de toda su historia, entre sus avances en la física se encuentran sus fundamentos de la hidrostática y la estática. Es reconocido por haber diseñado innovadoras máquinas, incluyendo armas de asedio y el tornillo de Arquímedes, que lleva su nombre. Experimentos modernos han probado las afirmaciones de que Arquímedes llegó a diseñar máquinas capaces de sacar barcos enemigos del agua o prenderles fuego utilizando una serie de espejos.

El Principio de Arquímedes expresa que cualquier fluido aplica un empuje a un objeto que está parcial o totalmente sumergido en el.