Mecanica De Los Fluidos

INTRODUCCION

Los fluidos son sustancias en la fase liquida o gaseosa. La mecánica de los fluidos es la ciencia que se encarga del estudio de las sustancias en estado de reposo aparente o en movimiento, y su interacción con el medio que los rodea, con el fin de entender el comportamiento de los fluidos, se hace necesario comprender su misma naturaleza.

Los propiedades de un fluido son aquellas magnitudes físicas cuyos valores definen el estado en que se encuentra, tienen distinto valor para fluidos diferentes, pueden variar para un fluido determinado cuando varía el valor de alguna otra propiedad. Entre estas encontramos, masa, peso especifico, densidad de un cuerpo, densidad relativa o gravedad especifica, viscosidad de fluido, viscosidad dinámica, viscosidad cinemática y la presión.

La Estática de fluidos estudia los fluidos en equilibrio, aunque el reposo o el equilibrio es una propiedad microscópica.

Se definen las propiedades de los fluidos, mediante símbolos y unidades implicadas y se analizan los tipos de cálculos requeridos en el estudio de la mecánica de fluidos.

Se utilizan dos instrumentos para medir la presión de un fluido el manómetro y el barómetro que se utiliza para medir la presión atmosférica. Ambos instrumentos trabajan en el sistema internacional de unidades (SI).

La mecánica como ciencia ocupa muchas ramas en la ingeniería, y es fundamental para la misma; esta ciencia también puede desglosarse como una rama que se llama mecánica de fluidos que como su nombre lo indica trata sobre las sustancias.

FLUIDOS

Fluido es una sustancia que se deforma continuamente, cuando se le aplica una fuerza tangencial por muy pequeña que ésta sea

Fluidos Gaseosos

Los fluidos gaseosos son denominados comúnmente como el gas, que se refieren al estado de agregación de la materia en el cual, bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, sus moléculas interaccionan solo débilmente entre sí, sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por su alta energía cinética. Los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes cambios de densidad con la presión y la temperatura.

Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras, explicando así las propiedades:

Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en comparación con la velocidad a que se mueven sus moléculas.

Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene.

Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene.

Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras.

A temperatura y presión ambientales los gases pueden ser elementos como el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el cloro, el flúor y los gases nobles, compuestos como el dióxido de carbono o el propano, o mezclas como el aire.

Los vapores y el plasma comparten propiedades con los gases y pueden formar mezclas homogéneas, por ejemplo vapor de agua y aire, en conjunto son conocidos como cuerpos gaseosos, estado gaseoso o fase gaseosa.

Fluidos Líquidos

Los líquidos son un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible lo que significa que su volumen es, bastante aproximado, en un rango grande de presión. Es el único estado con un volumen definido, pero no forma fija. Un líquido está formado por pequeñas partículas vibrantes de la materia, como los átomos y las moléculas, unidas por enlaces intermoleculares.

El estado líquido es un estado de agregación de la materia intermedio entre el estado sólido y el estado gaseoso. Las moléculas de los líquidos no están tan próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas que las de los gases. Las moléculas en el estado líquido ocupan posiciones al azar que varían con el tiempo. Las distancias intermoleculares son constantes dentro de un estrecho margen.

Los líquidos presentan tensión superficial y capilaridad, generalmente se dilatan cuando se incrementa su temperatura y pierden volumen cuando se enfrían, aunque sometidos a compresión su volumen es muy poco variable a diferencia de lo que sucede con otros fluidos como los gases.

Su forma es esférica si sobre él no actúa ninguna fuerza externa. Por ejemplo, una gota de agua en caída libre toma la forma esférica.1

Como fluido sujeto a la fuerza de la gravedad, la forma de un líquido queda definida por su contenedor. En un líquido en reposo sujeto a la gravedad en cualquier punto de su seno existe una presión de igual magnitud hacia todos los lados, tal como establece el principio de Pascal. Si un líquido se encuentra en reposo, la presión hidrostática en cualquier punto del mismo viene dada por:

Donde es la densidad del líquido, es la gravedad (9,8 m/s2) y es la distancia del punto considerado a la superficie libre del líquido en reposo. En un fluido en movimiento la presión no necesariamente es isótropa, porque a la presión hidrostática se suma la presión hidrodinámica que depende de la velocidad del fluido en cada punto.

PROPIEDADES Y SISTEMAS DE MEDIDA

Masa

La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, aunque sobre ella no haya atracción terrestre ni fuerza alguna aplicada.

Masa, es la propiedad que tiene un cuerpo de fluido, es la medida de la inercia o resistencia a cambiar el movimiento de este. También la medida de la cantidad de fluido; es representado por la letra m.

Peso Específico

Se define como peso específico al peso de un fluido por su unidad de volumen. Se obtiene dividiendo un peso conocido de una sustancia entre el volumen que ocupa.

γ=(m.g)/V=p/V=ρ.g (N/m3)

Utilizando

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