Conceptos Basicos, Propiedades
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7/21/2019 Conceptos Basicos, Propiedades http://slidepdf.com/reader/full/conceptos-basicos-propiedades 1/31 MECANICA DE FLUIDOS I INTRODU ION UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO E.P. ING. CIVIL Docente: Ing. Nancy Zevallos Quispe
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MECANICA DE FLUIDOS I
INTRODU ION
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOE.P. ING. CIVIL
Docente: Ing. Nancy Zevallos Quispe
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Mecánica de Fluidos
Ing. Nancy Zevallos Quispe
La mecánica de los fluidos es laciencia que estudia elcomportamiento mecánico (Cambio
posicional en el tiempo y el espacio )de los fluidos (en reposo o enmovimiento) y su efecto sobre suentorno , tal como superficies desólidos o interfaces con otros fluidos.
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Mecánica de Fluidos
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Fluidos
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Diferencia Entre Un Sólido Y Un Fluido
Un sólido puede oponer resistencia a unesfuerzo cortante aplicado por medio de ladeformación, en tanto que un fluido se deforma
de manera continua bajo la influencia delesfuerzo cortante, sin importar lo pequeño quesea. En los sólidos, el esfuerzo es proporcionala la deformación, pero en los fluidos el esfuerzo
es proporcional a la razón de deformación. Ing. Nancy Zevallos Quispe
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Fluido
Es aquella sustancia que debido asu poca cohesión intermolecularcarece de forma propia y adopta laforma del recipiente que locontiene, y al ser sometido a unesfuerzo cortante se deformacontinuamente sin importar lamagnitud de este.
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Un Fluido se divide en líquido y gas
Un liquido ocupa un volumen definido,
independientemente del recipiente que locontenga.Un gas tiende a extenderse y llenar cualquierrecipiente en que se ponga.
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Disposición de los átomos en fases diferentes
En un sólido las moléculas se encuentran enposiciones relativamente fijas,en la fase líquida, grupos de moléculas semueven unos respecto a otros ylas moléculas se mueven en todas direcciones
al azar en la fase gaseosa. Ing. Nancy Zevallos Quispe
sólido líquido gas
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Disposición de los átomos en fases diferentes
La fase de una muestra de materia : sólido,líquido o gas, es una consecuencia delespaciamiento y fuerzas intermoleculares
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sólido líquido gas
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Fluido
Las fuerzas intermoleculares sonmayores en los líquidos que en losgases, por lo que, al variar la presión ola temperatura los gases cambianfácilmente su volumen.
La compresibilidad puede usarse paradistinguir los líquidos de los gases ; losgases son mucho mas compresiblesque los líquidos.
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Fluido
Un fluido es un l íquido o un gas.
La característica principal de un fluido es suincapacidad para resistir fuerzas cortantes.
En mecánica de fluidos se estudia elcomportamiento de líquidos y gases, especialmente
los líquidos, en dos condiciones :
Líquidos en reposo: hidrostática
Líquidos en movimiento: hidrodinámica
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El fluido como medio continuo
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Como toda la materia, los fluidos estáncompuestos por un gran número demoléculas en permanente movimiento .
Sin embargo, es muy convenientedescartar la naturaleza atómica de unasustancia y verla como una materia
homogénea y continua, sin agujeros;es decir, un medio continuo.
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El fluido como medio continuo
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Para la mayoría de los casos de interés
practico, es posible ignorar lanaturaleza molecular de la materia ysuponerla como continua.
Esta suposición se denomina modelodel continuo y se aplica tanto a sólidoscomo a fluidos.El modelo del continuo supone que laestructura molecular es tan pequeñaen relación con las dimensionesconsideradas en problemas de interéspráctico, que se puede ignorar.
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El fluido como medio continuo
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Cuando se emplea el modelo continuo,un fluido se describe en función desus propiedades , las cualesrepresentan las característicaspromedio de su estructura molecular.
Por ejemplo: la densidad o masa porunidad de volumen se emplea en lugardel numero de moléculas y la masamolecular.
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PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
TensiónSuperficial Cohesión
AdherenciaCapilaridad
Densidad PesoEspecífico
Viscosidad
Propiedades
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Densidad
V
m= ρ
Es una medida que representa la cantidad de
materia que hay por cada unidad de volumende un cuerpo
Se mide en kg/m 3 o en g/m 3
En general los sólidos tienen mayor densidad que los líquidos y éstosmayor densidad que los gases. Pero dentro de los sólidos, por ejemplo,
hay unos con más y otros con menos densidad .
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Peso Especifico Se determina mediante el cociente entre
el peso y el volumen de una sustancia.
Ϫ = mg/V Ϫ = ƿg
La unidad del peso específico en el SIes el N/m3.
El peso específico representa lafuerza con que la Tierra atrae a unvolumen unidad de la misma sustanciaconsiderada.
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Gravedad Especifica
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• La gravedad especifica es la razón de ladensidad de una sustancia a la densidad delagua a 4 °C.
• La gravedad especifica es la razón del pesoespecifico de una sustancia al pesoespecifico del agua a 4 °C.
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Gravedad Especifica
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Las propiedades del agua a 4 °C sonconstantes , y tienen los valores:
Esta definición se cumple sin que importe latemperatura a que se determina la gravedad
especifica.
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Propiedades del agua
Las propiedades de losfluidos varían con latemperatura.En general, la densidad (y,
por tanto, el peso especificoy la gravedad especifica)disminuye con el aumentode la temperatura.
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Ejercicios un deposito de aceite tiene una masa de 825 kg.un volumen de 0.917 m3 calcule la densidad, pesoespecifico y gravedad especifica del aceite.
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Ejercicios La glicerina a 20 °C tiene una gravedad especificade 1.263. Calcule su densidad y su pesoespecifico.
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Ejercicios La glicerina a 20 °C tiene una gravedad especificade 1.263. Calcule su densidad y su pesoespecifico.
SOLUCION :
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Tensión SuperficialNumerosas observaciones
sugieren que la superficie deun líquido actúa como unamembrana estirada bajotensión.
Esta fuerza, que actúa paralela ala superficie, proviene de lasfuerzas atractivas entre lasmoléculas . Este efecto se
llama tensión superficial .
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Tensión Superficial :
La tensión superficial se mide como el trabajo porunidad de área que se requiere para llevar lasmoléculas de la parte inferior hacia la superficie
del liquido.
Las unidades resultantes son la fuerza por unidadde longitud, como N/m.
El valor de la tensión superficial del agua encontacto con aire es 0,0756 N/m
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Tensión Superficial :
A mayor tensión superficial, mayor es laenergía necesaria para transformar lasmoléculas interiores del líquido amoléculas superficiales.
El agua tiene una alta tensión superficial,por los puentes de hidrógeno
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Capilaridad
Es el ascenso o descenso de un líquido en untubo de diámetro pequeño (capilar) insertadoen el líquido. El líquido asciende debido a lasfuerzas atractivas entre sus moléculas y lasuperficie interior del tubo. Estas fuerzas sonlas llamadas fuerzas de adhesión.
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Capilaridad
Fuerzas de Cohesión: Son Fuerzas de
atracción intermolecular entremoléculas semejantes.
Las fuerzas adhesivas sonmas grandes que lascohesivas
El liquido sube por lasparedes del recipiente.
El liquido “ moja” lasuperficie
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Capilaridad
Fuerzas de Adhesión: Es una atracciónintermolecular entre moléculas dist intas.
Las fuerzas cohesivas sonmas grandes que lasadhesivas
El liquido se curva haciaabajo.
El liquido “ no moja” lasuperficie
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Actividad de Aprendizaje1. ¿Cuál es la diferencia entre gases y vapores?2. Explique cómo se comportan sustancias como el asfalto,
en estado solido y cuando se encuentran sometidas acalor.
3. Defina fuerza, masa, peso.4. ¿Qué es la tensión superficial? ¿Qué la causa? ¿Por qué
la tensión superficial también recibe el nombre deenergía superfic ial?
5. Considere una pompa de jabón. La presión dentro de lapompa ¿es más alta o más baja que la del exterior?
6. ¿Qué es el efecto de capilaridad? ¿Qué lo causa?¿Cómo lo afecta el ángulo de contacto?
7. Se inserta un tubo de diámetro pequeño en un líquidocuyo ángulo de contacto es 110°. El nivel del líquido enel tubo ¿ascenderá o descenderá? Expl ique.
8. El efecto de capilaridad ¿es mayor en los tubos dediámetro pequeño o en los de diámetro grande?
