Estudiemos los fluidos

Estudiemos los fluidos

1) ¿Qué se entiende por fluido?

Un fluido es todo cuerpo que tiene la propiedad de fluir, y carece de rigidez y elasticidad, y en consecuencia cede inmediatamente a cualquier fuerza tendente a alterar su forma y adoptando así la forma del recipiente que lo contiene

2) Explica ñas siguientes características de los fluidos : viscosidad, Tensión Superficial , cohesión , adherencia y capilaridad

Viscosidad : Es importante resaltar que la viscosidad es una característica que está presente en los líquidos que se encuentran en movimiento, no se puede ver reflejada en un líquido que se encuentre estático debido a que si el líquido permanece fijo las moléculas que lo componen no tendrán la necesidad de interactuar entre sí para tratar de permanecer unidas

Tensión supercial: En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área

Cohesión: Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia

Adherencia: La adherencia se puede definir como la atracción que se presenta entre dos superficies de diferentes materiales cuando estas entran en contacto

Capilaridad: La capilaridad es una propiedad que tiene los fluidos la cual es dependiente de la tensión superficial del fluido que de igual manera es dependiente de la cohesión de líquido y se refiere a la capacidad de ascender o descender del fluido por un tubo capilar.

3) Define el concepto , la formula y las unidades de : Densidad y peso especifico

Densidad: es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

La unidad es kg/m³ en el SI.

Peso específico: Se le llama peso específico a la relación entre el peso de una sustancia y su volumen.

Siendo,

, el peso específico;

, el peso de la sustancia;

, el volumen de la sustancia;

, la densidad de la sustancia;

, la masa de la sustancia;

, la aceleración de la gravedad.

Unidades

• En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se lo expresa en newtons por metro cúbico: N/m3.

• En el Sistema Técnico se mide en kilogramos–fuerza por metro cúbico: kgf/m3.

• En el SIMELA se expresa en newtons por metro cúbico: N/m3.

4) Explica cómo se determina la densidad de un líquido usando un densímetro

Densímetro: Es un instrumento de medición que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos sin necesidad de calcular antes su masa y volumen

El densímetro se introduce gradualmente en el líquido para que flote libremente y verticalmente. A continuación se observa en la escala el punto en el que la superficie del líquido toca el cilindro del densímetro. Los densímetros generalmente contienen una escala de papel dentro de ellos para que se pueda leer directamente la densidad específica.

En líquidos ligeros, como queroseno, gasolina, y alcohol, el densímetro se debe hundir más para disponer el peso del líquido que en líquidos densos como agua salada, leche, y ácidos. De hecho, es usual tener dos instrumentos distintos: uno para los líquidos en general y otro para los líquidos poco densos, teniendo como diferencia la posición de las marcas medidas.

El densímetro se utiliza también en la enología para saber en qué momento de maceración se encuentra el vino. En el caso del alcohol el que se utiliza para medir, es el alcoholímetro de Gay Lussac, con este se determina los grados Gay Lussac para determinar estos grados.

5) ¿Cuál es el concepto de presión? .Escribe también su fórmula y unidades (presión hidrostática y su modelo matemático

Presión: es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea.

P = F/A

Presión absoluta y relativa

En determinadas aplicaciones la presión se mide no como la presión absoluta sino como la presión por encima de la presión atmosférica, denominándose presión relativa, presión normal, presión de gauge o presión manométrica.

Consecuentemente, la presión absoluta es la presión atmosférica (Pa) más la presión manométrica (Pm) (presión que se mide con el manómetro).

Presión hidrostática e hidrodinámica

En un fluido en movimiento la presión hidrostática puede diferir de la llamada presión hidrodinámica por lo que debe especificarse a cuál de las dos se está refiriendo una cierta medida de presión.

Presión de un gas

En el marco de la teoría cinética la presión de un gas es explicada como el resultado macroscópico de las fuerzas implicadas por las colisiones de las moléculas del gas con las paredes del contenedor. La presión puede definirse por lo tanto haciendo referencia a las propiedades microscópicas del gas:

Para un gas ideal con N moléculas, cada una de masa m y moviéndose con una velocidad aleatoria promedio vrms contenido en un volumen cúbico V las partículas del gas impactan con las paredes del recipiente de una manera que puede calcularse de manera estadística intercambiando momento lineal con las paredes en cada choque y efectuando una fuerza neta por unidad de área que es la presión ejercida por el gas sobre la superficie sólida.

La presión puede calcularse entonces como

(Gas ideal)

Sistema internacional de unidades

• Gigapascal (GPa), 109 Pa

• Megapascal (MPa), 106 Pa

• Kilopascal (kPa), 103 Pa

• Pascal (Pa), unidad derivada de presión del SI, equivalente a un newton por metro cuadrado ortogonal a la fuerza.

Sistema cegesimal

• Baria

Sistema técnico gravitatorio

• Kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado (kgf/cm2)

• Gramo-fuerza por centímetro cuadrado (gf/cm2)

• Kilogramo-fuerza por decímetro cuadrado (kgf/dm2)

Sistema técnico de unidades

• Metro de columna de agua (m.c.a.), unidad de presión básica de este sistema

• Centímetro columna de agua

• Milímetro columna de agua (mm.c.d.a.)

• Atmósfera técnica, igual a 10 m.c.a.

Sistema inglés

• KSI = 1000 PSI

• PSI (del inglés pounds-force per square inch), unidad de presión básica de este sistema, que es una libra fuerza por pulgada cuadrada (lbf/in2)

Sistema técnico inglés

• Pie columna de agua: un pie columna de agua es equivalente a 0,433 (lbf/in2), 2,989 kilo pascals (kPa), 29,89 milibars (mb) o 0,882 (pulgadas de Hg)

Pascal fue uno de los más eminentes matemáticos y físicos de su época y uno de los más grandes escritores místicos de la literatura cristiana. Sus trabajos religiosos se caracterizan por su especulación sobre materias que sobrepasan la comprensión humana. Se le clasifica, generalmente, entre los más finos polemistas franceses, especialmente en Provinciales, un clásico de la literatura de la ironía. El estilo de la prosa de Pascal es famoso por su originalidad y, en particular, por su total falta de artificio. Sus lectores pueden comprobar el uso de la lógica y la apasionada fuerza de su dialéctica.Para sumergir totalmente en agua una colchoneta inflable necesitamos empujarla hacia abajo. Es más fácil sostener un objeto pesado dentro del agua que fuera de ella. Cuando buceamos pareciera que nos apretaran los tímpanos. Éstos y muchos otros ejemplos nos indican que un líquido en equilibrio ejerce una fuerza sobre un cuerpo sumergido. Pero, ¿qué origina esa fuerza?, ¿en qué dirección actúa?, ¿también el aire en reposo ejerce fuerza sobre los cuerpos?, ¿qué determina que un cuerpo flote o no? Éstas son algunas de las cuestiones que aborda la estática de fluidos: el estudio del equilibrio en líquidos y gases.

Un fluido en reposo en contacto con la superficie de un sólido ejerce fuerza sobre todos los puntos de dicha superficie. Si llenamos de agua una botella de plástico con orificios en sus paredes observamos que los chorritos de agua salen en dirección perpendicular a las paredes. Esto muestra que la dirección de la fuerza que el líquido ejerce en cada punto de la pared es siempre perpendicular a la superficie de contacto.

En el estudio de los fluidos, resulta necesario conocer cómo es la fuerza que se ejerce en cada punto de las superficies, más que la fuerza en sí misma. Una persona acostada o parada sobre una colchoneta aplica la misma fuerza en ambos casos (su peso). Sin embargo, la colchoneta se hunde más cuando se concentra la fuerza sobre la pequeña superficie de los pies. El peso de la persona se reparte entre los puntos de la superficie de contacto: cuanto menor sea esta superficie, más fuerza corresponderá a cada punto.

Se define la presión como el cociente entre el módulo de la fuerza ejercida perpendicularmente a una superficie (F perpendicular) y el área (A) de ésta:

En fórmulas es: p=F/A

6) Explica que origina la presión hidrostática y como se calcula su magnitud (presión hidrostática y su modelo matemático)

La presión hidrostática, por

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