INFORME LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS N°2
Enviado por Elmer Valverde Contreras • 21 de Abril de 2017 • Informes • 1.608 Palabras (7 Páginas) • 795 Visitas
INFORME LABORATORIO DE
MECANICA DE FLUIDOS N°2
TENSION SUPERFICIAL
Nombre : Elmer Alonso Valverde Contreras
Fecha de ejecución : 14 de Septiembre de 2016.
Fecha de entrega : 22 de Septiembre de 2016.
Profesor : Ing. Aldo Ernesto Ramírez Gonzales.
INTRODUCCION
La tensión superficial es responsable de la resistencia que un líquido presenta a la penetración de su superficie, de la tendencia a la forma esférica de las gotas de un líquido, del ascenso de los líquidos en los tubos capilares y de la flotación de objetos u organismos en la superficie de los líquidos. Termodinámicamente la tensión superficial es un fenómeno de superficie y es la tendencia de un líquido a disminuir su superficie hasta que su energía de superficie potencial es mínima, condición necesaria para que el equilibrio sea estable. Como la esfera presenta un área mínima para un volumen dado, entonces por la acción de la tensión superficial, la tendencia de una porción de un líquido lleva a formar una esfera o a que se produzca una superficie curva o menisco cuando está en contacto un líquido con un recipiente
En esta experiencia se plantea determinar la relación experimental y grafica de la tensión superficial vs la temperatura del agua, mediante un proceso empírico realizado en laboratorio.
Una vez obtenidos los primeros datos, se procederá a los cálculos y análisis de resultados, llegando a obtener gráficos donde se pueda establecer la relación ente tensión superficial vs temperatura , y así observar con mayor claridad y precisión lo que está ocurriendo con el comportamiento del fluido en estudio.
Una segunda parte de este informe esta orientada a la comparación de nuestros datos obtenidos en laboratorio con otros.
Este informe está orientado primordialmente a los alumnos o profesores que deseen ampliar el estudio de la viscosidad de los fluidos más comunes en el ámbito mecánico, industrial, minero, etc.
OBJETIVOS
- OBJETIVOS GENERALES
Conocer teóricamente los conceptos básicos, necesarios sobre tensión superficial.
Investigar si la tensión superficial se correlaciona con la carrera.
- OBJETIVOS ESPECIFICOS
Obtener la relación experimental y grafica de la tensión superficial vs la temperatura del agua.
Comparar los resultados obtenidos con los resultados hallados por la Ing. Carla Insua Sharps.
Analizar y realizar una comparación respecto a tensión superficial del agua con otros luidos.
MARCO TEORICO
Tensión Superficial:
- Esta propiedad de los líquidos se manifiesta sobre las proximidades de la superficie libre; se presenta como una membrana elástica estirada sometida a tensión, con fuerte cohesión inter molecular, con capacidad para admitir pequeños esfuerzos.
- La magnitud de esta capacidad, se expresa como fuerza por longitud (F/L) y se denomina: tensión superficial (σ) y tiene por unidad a (N/m), también se le conoce como energía superficial.
La tensión superficial se manifiesta en la mecánica de los fluidos en la formación de las gotas, burbujas y el ascenso capilar; en la formación de trenzas y tubos de corriente; pueden producir la alteración de la lectura de la carga en tubos piezométricos y sobre vertederos de pantalla delgada; tiene que ver con la formación de vórtices, incorporación de aire en corrientes y otros.
En un fluido cada molécula interacciona con las que le rodean. El radio de acción de las fuerzas moleculares es relativamente pequeño, abarca a las moléculas vecinas más cercanas. Vamos a determinar de forma cualitativa, la resultante de las fuerzas de interacción sobre una molécula que se encuentra en
- A, el interior del líquido
- B, en las proximidades de la superficie
- C, en la superficie
[pic 2]
Consideremos una molécula (en color rojo) en el seno de un líquido en equilibrio, alejada de la superficie libre tal como la A. Por simetría, la resultante de todas las fuerzas atractivas procedentes de las moléculas (en color azul) que la rodean, será nula.
En cambio, si la molécula se encuentra en B, por existir en valor medio menos moléculas arriba que abajo, la molécula en cuestión estará sometida a una fuerza resultante dirigida hacia el interior del líquido.
Si la molécula se encuentra en C, la resultante de las fuerzas de interacción es mayor que en el caso B.
Las fuerzas de interacción, hacen que las moléculas situadas en las proximidades de la superficie libre de un fluido experimenten una fuerza dirigida hacia el interior del líquido.
Como todo sistema mecánico tiende a adoptar espontáneamente el estado de más baja energía potencial, se comprende que los líquidos tengan tendencia a presentar al exterior la superficie más pequeña posible.
Coeficiente de tensión superficial
[pic 3] | Se puede determinar la energía superficial debida a la cohesión mediante el dispositivo de la figura. Una lámina de jabón queda adherida a un alambre doblada en doble ángulo recto y a un alambre deslizante AB. Para evitar que la lámina se contraiga por efecto de las fuerzas de cohesión, es necesario aplicar una fuerza F al alambre deslizante. |
La fuerza F es independiente de la longitud x de la lámina. Si desplazamos el alambre deslizante una longitud Dx, las fuerzas exteriores han realizado un trabajo FDx, que se habrá invertido en incrementar la energía interna del sistema. Como la superficie de la lámina cambia en DS=2dDx (el factor 2 se debe a que la lámina tiene dos caras), lo que supone que parte de las moléculas que se encontraban en el interior del líquido se han trasladado a la superficie recién creada, con el consiguiente aumento de energía.
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