Practica 2 - Práctica de Laboratorio. Presión hidrostática

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR[pic 1][pic 2]

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

FENÓMENOS DE TRANSPORTE I

NOMBRE: MELANY MORA

PARALELO: 1

EXPOSICIONES EN CLASE.

1. Presión hidrostática

1. Definición

Se define como la carga de presión de un líquido en reposo que actúa sobre superficies que se encuentran sumergidas. Esta dada por la expresión:

[pic 3]

Es necesario conocer la presión hidrostática debido a que influye en el diseño y construcción de equipos para almacenar transportar y utilizar fluidos.

• Aplicación: Torres de agua

Situado en lo alto el depósito de agua hace el papel de embudo elevado, mientras que el otro extremo corresponde a las casas. Por lo cual es común ver que el agua sale a borbotones

1. Parte experimental

Si en 2 recipientes comunicados entre sí, se vierte un líquido homogéneo, este se distribuirá entre ambos de manera equitativa independientemente de su capacidad.

Figura 1. Vasos comunicantes[pic 4]

1. Principio de pascal

La presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.

La ley de Pascal aplicada en el proyecto tiene relación directa con las fuerzas distribuidas constantes vistas en clase. Esto debido a que en ambos casos la presión hidrostática aplicada por la compresión del líquido en los volúmenes, así como la distribución de presión ejercida por el mismo líquido debido a la gravedad sobre las paredes del recipiente, puede ser vista como una distribución de fuerzas.

Más concretamente podemos mencionar que nos encontramos ante un caso de fuerzas sobre superficies curvas, y en donde siendo el caso podemos calcular la fuerza vertical (Fv) aplicada en el cuerpo, así como también la Fuerza hidrostratica (Fh) en las paredes del recipiente. 

1. Presión

Se define como el valor absoluto de la fuerza por unidad de superficie a través de una pequeña superficie que pasa por ese punto y en el sistema internacional su unidad es el Pascal (1 Pa=1 N/m2 ).

1. ¿Qué es un fluido?

“En Física, un fluido es una sustancia que se deforma continuamente (fluye) bajo la aplicación de una tensión tangencial, por muy pequeña que sea.”

1. Experimentación.

Cuando se enciende la vela tiene lugar una reacción de combustión:

cera o parafina + O2→ CO2 +H2O + energía

A partir de la ecuación química podemos ver que para mantener la vela encendida se necesita oxígeno. Los productos resultantes son dióxido de carbono, vapor de agua y energía en forma de luz y calor.

El dióxido de carbono procedente de la combustión está muy caliente y por ello es menos denso que el aire. Lo menos denso flota en lo más denso y, como resultado, el dióxido de carbono asciende.

1. Densidad y flotabilidad

1. ¿Dónde aplicamos a la densidad?

En esto se basan los aerómetros o flotadores de masa conocida que se sumergen en el líquido de densidad desconocida. Dependiendo de la aplicación concreta los aerómetros reciben nombres específicos: alcohómetros, sacarímetros, etc.

1. Experimentación

Mediante un experimento que consiste en sobreponer un mismo fluido, pero a una diferente temperatura el uno respecto al otro, así es como durante la experimentación podemos llegar a pensar que definitivamente habrá una mezcla debido a que se trata del mismo fluido, pero esto solo ocurre si el fluido que se sobrepone está a una igual o menor temperatura

Se determinó que la densidad en los líquidos en inversamente proporcional a la temperatura, obteniendo líquidos más densos a menores temperaturas; a su vez se evidencia que la flotabilidad es un fenómeno que se debe a la densidad de las sustancias, permitiendo que las sustancias menos densas floten, sobre las sustancias más densas.

1. Viscosidad

1. Definición

Es la fuerza ejercida para hacer que una capa líquida se deslice sobre otra. Se ve afectada por factores como la presión y temperatura.

Consta de 3 componentes la energía de un fluido en cualquier momento:

• Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido
• Potencial o gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea
• Energía de presión: es la energía que un fluido tiene debido a la presión que posee

1. Experimentación

Figura 2. Experimento realizado

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Elaboración de un reloj líquido simulando a uno de arena en el cual se evidencia la viscosidad, la densidad y la dinámica de fluidos.  Identificando claramente dos fenómenos físicos:

• La flotabilidad de los fluidos por diferencia de la densidad.
• La viscosidad de los fluidos.  

1. Diferencias de viscosidad entre un fluido newtoniano y un fluido no newtoniano

1. Definiciones

• Fluido Newtoniano

Relación directamente proporcional entre los esfuerzos o tensiones aplicadas y los gradientes de la velocidad del flujo. Ejemplo: gasolina, vino, agua, entre otros.

• Fluido No Newtoniano

Viscosidad varía con el gradiente de tensión que se le aplica, se deforma en la dirección de la fuerza aplicada. Ejemplo: Pinturas, barnices, jaleas, entre otros.

1. Experimentación.

• La viscosidad va a depender únicamente de la temperatura y de las diferencias que esta presente.
• Conforme la temperatura aumenta, así se irá disminuyendo la viscosidad del fluido.
• Con esto queremos decir que, la viscosidad de los fluidos es inversamente proporcional al aumento que se da en la temperatura.

1. Puente levadizo

1. Experimentación

En la experimentación se muestra cómo funciona un puente hidráulico levadizo, el movimiento se genera por un sistema de jeringuillas que contienen un determinado fluido; en este caso se escogió agua con colorante, el sistema se acciona al presionar otra jeringuilla conectada a una manguera para elevar las plataformas del puente, el funcionamiento se basa en la ley de Pascal. Para la construcción de un puente levadizo hidráulico se debe considerar ciertos aspectos como son:  el centro de gravedad y las fuerzas que actúan sobre la estructura, como la fuerza gravitatoria y el esfuerzo cortante.

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