El Amaneser
Páginas: 10 (2325 palabras)
Publicado: 6 de junio de 2012
Física general de fluidos
por h[e]rtz
Date: Verano 2003
1. Hidrostática. Principio de Pascal. Principio de Arquímedes.
Conceptos básicos de hidrodinámica:
Una importante propiedad de una sustancia es la densidad, que la definiremos como el cociente de la masa y el volumen,
En la mayoría de los materiales, incluida el agua, las densidades varían con la temperatura.
Una unidad devolumen muy utilizada es el litro (L):
Cuando un cuerpo se sumerge en un fluido, éste ejerce una fuerza perpendicular a la superficie del cuerpo en cada punto de la superficie. Definiremos presión del fluido como esta fuerza por unidad de área
La unidad en el SI es el Newton por metro cuadrado, que recibe el nombre de Pascal:
Una de la unidades también común cuando se habla de presión,es la atmósfera (atm), que es aproximadamente la presión del aire a nivel del mar.
Un fluido que presiona contra un cuerpo, tiende a comprimirlo.
El cociente entre el cambio de presión y la disminución relativa al volumen se denomina módulo de compresibilidad
Algunos valores aproximados del módulo de compresibilidad de varios materiales:
Diamante: 620
Acero: 160
cobre: 140 Aluminio: 70
Plomo: 7,7
Principio de Pascal: Toda presión aplicada en un punto del fluido se trasmite a todos los puntos del fluido.
Ejemplo, prensa hidráulica o elevador hidráulico.
Donde una fuerza ejercida sobre el émbolo o pistón pequeño produce una variación de presión que se trasmite por el líquido hasta el émbolo grande. Como las presiones en los pistones grande y pequeño soniguales, las fuerzas correspondientes cumplen la relación Como el área del pistón grande es mucho mayor que el del pistón pequeño, la fuerza sobre el pistón grande es mucho mayor que
Ecuación fundamental de la hidrostática
Supongamos dos alturas y en un fluido; la ecuación fundamental de la hidrostática es
para constante, y donde es el valor de la gravedad, y las correspondientesalturas. Una expresión más general de esta ecuación es
Principio de Arquímedes (250 a.C.)
Todo cuerpo parcial o totalmente sumergido en un fluido, experimenta un empuje ascensional igual al peso del fluido desplazado.
Consecuencia del principio fundamental de la hidrostática.
Este principio también explica por qué un objeto sumergido en el agua, su peso aparente es menor que si lo pesamosen el aire.
En la deducción de este principio, la fuerza neta de la presión solo depende de la posición (geometría del objeto y de la profundidad). En el caso del fluido dentro del fluido (equilibrio), la fuerza neta de la presión tiene que ser igual al peso del fluido contenido en el volumen considerado.
2. Tensión superficial. Capilaridad. Ley de Jurin
Tensión superficial
Hacer pasaruna molécula del interior de un líquido a la superficie del líquido cuesta energía.
En el interior del líquido, la molécula está rodeada de otras moléculas en todas las direcciones, de manera en que la fuerza neta es nula.
Cerca de la superficie, la molécula solo está rodeada parcialmente de otras moléculas del líquido, de manera que esto provoca una fuerza atractiva neta hacia dentro dellíquido.
Para extraer la molécula, hace falta hacer un trabajo (tensión superficial, si la llevamos a la superficie; evaporación, la extraemos del todo).
Sea el alcance de la fuerza, y la fuerza molecular mediana, el trabajo será igual al producto de estos,
Ampliar el área superficial de un líquido, también cuesta energía
donde es el trabajo y el área.
Ejemplos de valores detensión superficial en diferentes fluidos
Agua a 273 K: 75,5 N/m
Agua a 373 K: 58,9 N/m
Etanol: 22,3 N/m
Aceite de oliva: 32,0 N/m
Mercurio: 465,0 N/m
Consecuencia:
Observaciones: Insectos que caminan sobre el agua, detergentes (la reducción de la tensión superficial mejora el rendimiento de limpieza).
Ley de Laplace: diferencia de presiones entre el exterior y el...
por h[e]rtz
Date: Verano 2003
1. Hidrostática. Principio de Pascal. Principio de Arquímedes.
Conceptos básicos de hidrodinámica:
Una importante propiedad de una sustancia es la densidad, que la definiremos como el cociente de la masa y el volumen,
En la mayoría de los materiales, incluida el agua, las densidades varían con la temperatura.
Una unidad devolumen muy utilizada es el litro (L):
Cuando un cuerpo se sumerge en un fluido, éste ejerce una fuerza perpendicular a la superficie del cuerpo en cada punto de la superficie. Definiremos presión del fluido como esta fuerza por unidad de área
La unidad en el SI es el Newton por metro cuadrado, que recibe el nombre de Pascal:
Una de la unidades también común cuando se habla de presión,es la atmósfera (atm), que es aproximadamente la presión del aire a nivel del mar.
Un fluido que presiona contra un cuerpo, tiende a comprimirlo.
El cociente entre el cambio de presión y la disminución relativa al volumen se denomina módulo de compresibilidad
Algunos valores aproximados del módulo de compresibilidad de varios materiales:
Diamante: 620
Acero: 160
cobre: 140 Aluminio: 70
Plomo: 7,7
Principio de Pascal: Toda presión aplicada en un punto del fluido se trasmite a todos los puntos del fluido.
Ejemplo, prensa hidráulica o elevador hidráulico.
Donde una fuerza ejercida sobre el émbolo o pistón pequeño produce una variación de presión que se trasmite por el líquido hasta el émbolo grande. Como las presiones en los pistones grande y pequeño soniguales, las fuerzas correspondientes cumplen la relación Como el área del pistón grande es mucho mayor que el del pistón pequeño, la fuerza sobre el pistón grande es mucho mayor que
Ecuación fundamental de la hidrostática
Supongamos dos alturas y en un fluido; la ecuación fundamental de la hidrostática es
para constante, y donde es el valor de la gravedad, y las correspondientesalturas. Una expresión más general de esta ecuación es
Principio de Arquímedes (250 a.C.)
Todo cuerpo parcial o totalmente sumergido en un fluido, experimenta un empuje ascensional igual al peso del fluido desplazado.
Consecuencia del principio fundamental de la hidrostática.
Este principio también explica por qué un objeto sumergido en el agua, su peso aparente es menor que si lo pesamosen el aire.
En la deducción de este principio, la fuerza neta de la presión solo depende de la posición (geometría del objeto y de la profundidad). En el caso del fluido dentro del fluido (equilibrio), la fuerza neta de la presión tiene que ser igual al peso del fluido contenido en el volumen considerado.
2. Tensión superficial. Capilaridad. Ley de Jurin
Tensión superficial
Hacer pasaruna molécula del interior de un líquido a la superficie del líquido cuesta energía.
En el interior del líquido, la molécula está rodeada de otras moléculas en todas las direcciones, de manera en que la fuerza neta es nula.
Cerca de la superficie, la molécula solo está rodeada parcialmente de otras moléculas del líquido, de manera que esto provoca una fuerza atractiva neta hacia dentro dellíquido.
Para extraer la molécula, hace falta hacer un trabajo (tensión superficial, si la llevamos a la superficie; evaporación, la extraemos del todo).
Sea el alcance de la fuerza, y la fuerza molecular mediana, el trabajo será igual al producto de estos,
Ampliar el área superficial de un líquido, también cuesta energía
donde es el trabajo y el área.
Ejemplos de valores detensión superficial en diferentes fluidos
Agua a 273 K: 75,5 N/m
Agua a 373 K: 58,9 N/m
Etanol: 22,3 N/m
Aceite de oliva: 32,0 N/m
Mercurio: 465,0 N/m
Consecuencia:
Observaciones: Insectos que caminan sobre el agua, detergentes (la reducción de la tensión superficial mejora el rendimiento de limpieza).
Ley de Laplace: diferencia de presiones entre el exterior y el...
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