Propiedades de los Fluidos Laboratorio de Fundamentos de Fenomenos de Transporte



Objetivos
Densidad
Conocer una de las propiedades físicas que caracterizan un fluido líquido, la densidad y el efecto de la temperatura en ésta, así como aprender a manejar el densímetro.

Viscosidad
Obtener la viscosidad mediante la aplicación de la ecuación de Ubbelohde.

Consideraciones Teóricas
PRINCIPIO DE PASCAL:
En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una leyenunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: “el incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible (líquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo”. Es decir que si en el interior de un líquido se origina una presión, estas se transmiten con igualintensidad en todas direcciones y sentidos. En el sistema internacional, la unidad de presión es 1 Pascal (Pa), que se define como la fuerza ejercida por 1 newton sobre la superficie de 1 metro cuadrado.
PRESION HIROSTATICA:
Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamadapresión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión

DENSIDAD DELOS FLUIDOS:
La densidad de una sustancia se define como el cociente de su masa entre el volumen que ocupa. La unidad de medida en el S.I. de Unidades es kg/m3, también se utiliza la unidad g/cm3.
VISCOSIDAD
 
Esta propiedad es una de las más importantes en el estudio de los fluidos y se pone de manifiesto cuando los fluidos están en movimiento.
La viscosidad de un fluido se define como suresistencia al corte. Se puede decir que es equivalente a la fricción entre dos sólidos en movimiento relativo. 
Cuando deslizamos un sólido sobre otro, es preciso aplicar una fuerza igual en dirección y magnitud a la fuerza de rozamiento pero de sentido opuesto:
,
donde (m) es el coeficiente de rozamiento y () es la fuerza normal, para que el sólido se mueva con velocidad constante () endirección, sentido y magnitud. 
En el caso de un fluido, consideremos un par de placas de vidrio, lo suficientemente grandes como para despreciar un posible efecto de borde, y separadas una distancia pequeña (h). Entre estas placas introducimos un fluido. Aplicamos una fuerza tangente o de cizalla () a la placa de arriba (I) haciendo que ésta se deslice con respecto a la placa de abajo (II), la cualpermanece en reposo.
 
 

 
Debido a la acción de la fuerza externa (), el fluido que hay entre las dos placas también se moverá, pero con un flujo laminar cuya velocidad es constante por capas.
Para que la placa (I) se mueva con velocidad constante (), la fuerza aplicada sobre ella debe oponerse a la fuerza viscosa del fluido, la cual representa la resistencia del fluido al movimiento.
La capade fluido en contacto con la placa (I) se mueve con su misma velocidad (), y la capa de fluido en contacto con la placa (II) permanecerá en reposo. Así, podemos observa que la porción de fluido a-b-c-d fluirá a una nueva posición a-b’-c’-d.
 
Experimentalmente se puede demostrar que la fuerza externa () es proporcional al área de la placa de arriba y a la velocidad máxima del fluido, mientrasque es inversamente proporcional a la distancia entre las placas:
 
donde (h) es la viscosidad del fluido y  es la rapidez de deformación angular del fluido.
 
En términos de energía, la energía cinética asociada al flujo del fluido puede ser transformada en energía interna por fuerzas viscosas. Cuanto mayor sea la viscosidad, más grande será la fuerza externa que es preciso aplicar para...