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FLUIDOS

INTRODUCCIÓN

Un fluido es una sustancia que puede escurrir o desplazarse fácilmente cambiando de forma debido a la acción de fuerzas intermoleculares pequeñas. La materia fluida puede ser trasvasada de un recipiente a otro, es decir, tiene la capacidad de fluir. Los líquidos y los gases corresponden a dos tipos diferentes de fluidos. Los primeros tienen un volumen constante que nopuede mortificarse apreciablemente por comprensión. Se dice por ello que son fluidos incompresibles. Los segundos no tienen un volumen propio, sino que ocupan el recipiente que los contiene; son fluidos compresibles porque, a diferencia de los líquidos, si pueden ser comprimidos.

Los fluidos que existen en la naturaleza siempre presentan una especie de fricción interna o viscosidad que complicaun poco el estudio de su movimiento. Sustancias como el agua y el aire presentan muy poca viscosidad (escurren fácilmente), mientras que la miel y la glicerina tienen una viscosidad elevada.

La mecánica de fluidos se divide en las siguientes ramas:

HIDROSTÁTICA: Estudia el comportamiento de los líquidos, considerados en reposo o equilibrio. Aerostática (o estática de gases): estudia los gasesen equilibrio y en particular el aire.

HIDRODINÁMICA: Estudia el comportamiento de los fluidos, cuando se encuentran en movimiento.

NEUMÁTICA: Particulariza la hidrostática e hidrodinámica al estudio de los gases.

HIDRÁULICA: Utiliza los conceptos estudiados en los cuatro campos anteriores en las aplicaciones técnicas.

En esta parte del estudio de la mecánica de fluidos, no habrá la necesidadde considerar la viscosidad porque sólo nos ocuparemos de los fluidos en reposo, la HIDROESTÁTICA y la viscosidad únicamente se manifiesta cuando se mueven o fluyen estás sustancias.

DENSIDAD

Los cuerpos difieren por lo general en su masa y en su volumen. Estos dos atributos físicos varían de un cuerpo a otro, de modo que si consideramos cuerpos de la misma naturaleza, cuanto mayor es elvolumen mayor es la masa del cuerpo considerado. No obstante, existe algo característico del tipo de materia que compone al cuerpo en cuestión y que explica el porqué dos cuerpos de sustancias diferentes que ocupan el mismo volumen no tienen la misma masa o viceversa.

Aún cuando para cualquier sustancia la masa y el volumen son directamente proporcionales, la relación de proporcionalidad es diferentepara cada sustancia.

m=Cte. V

Es precisamente la constante de la proporcionalidad de esta relación la que se conoce por densidad y se representa por la letra griega “ρ“.

Es decir: m= ρ · V => ρ = m
V
La densidad entre “ρ“de una sustancia es la masa que corresponde a una unidad de volumen de dicha sustancia.

A diferencia de la masa o el volumen, que dependen de cada objeto, sucociente depende solamente del tipo de material que está constituido y no de la forma ni del tamaño de aquel. Se dice por ello que la densidad es una propiedad o atributo característico de cada sustancia. En los sólidos la densidad es aproximadamente constante, pero en los líquidos y particularmente en los gases, varia con la condiciones de medida. Así en el caso de los líquidos se suele especificarla temperatura a la que se refiere el valor dado para la densidad y en el caso de lo gases se ha de indicar, junto con dicho valor la presión.

Consideremos, por ejemplo, un bloque de cobre (Cu) cuyo volumen (V) sea de 10 cm3. Al medir su masa con una balanza encontramos que es de 89 grs. Entonces, la densidad del cobre será:ρ = m = 89 (grs.)
V 10 (cm3)
De donde:
ρ = 8,9 gr./ cm3

Este resultado significa que en cada cm3 de cobre se tiene una masa de 8,9 grs. De modo general, la densidad de un cuerpo corresponde a la masa contenida en la unidad de volumen del cuerpo y de ahí su denominación “masa...