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PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

Objetivos

• Definir la naturaleza de un fluido.

• Mostrar algunos conceptos comunes entre mecánica de fluidos y mecánica de sólidos, e indicar algunas diferencias fundamentales en cada área.

• Introducir el concepto de viscosidad y mostrar cuando un fluido es Newtoniano y cuando es no-Newtoniano.

• Definir las propiedadesfísicas apropiadas y mostrar como estas permiten la diferenciación entre sólidos y líquidos, y entre líquidos y gases.

¿Que es la mecánica de fluidos?

Como su nombre lo sugiere es una rama de la mecánica aplicada, que concierne los fluidos estáticos y dinámicos, ambos, líquidos y gases. El análisis del comportamiento de los fluidos se basa en las leyes fundamentales de la mecánica, las cualesrelacionan continuidad de masa y energía con fuerza y momentum, además de las propiedades de la mecánica de sólidos.

1.1 Definición de un fluido
¿Qué es un fluido?
Es una sustancia que se deforma continuamente cuando se somete a un esfuerzo cortante.
La materia se encuentra en las siguientes formas:

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La diferencia entre un sólido y un fluido es la reacción a la fuerza de corte.Un sólido se deforma hasta determinado grado cuando se aplica un esfuerzo, pero no continúa deformándose al mantener dicho esfuerzo.
Un fluido se deforma continuamente al ser sometido a un esfuerzo cortante (esfuerzo tangencial) no importa cuán pequeño sea éste.
Un sólido sometido a una tensión de cortadura, experimenta una deformación que es proporcional a la tensión de cortadura.
Un fluidosometido a una tensión de cortadura se deforma continuamente con una velocidad que es proporcional a la tensión de cortadura.
Diferencia entre un líquido y un gas: Un gas, llena todo el espacio que tiene a disposición; un líquido forma una superficie libre.
Consideramos el fluido como un continuo, esto es, una distribución continua sin espacio vacío, ya que el número de moléculas es muygrande y las distancias que las separa son pequeñas.
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1.2 Propiedades de los fluidos

1.2.1 Densidad
Relación entre la masa y el volumen de un fluido.
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Ejemplo:

Densidad del agua: (H2O = 1000 Kg/m3 ; a 4ºC, 1atm.Densidad del agua de mar: (H2O = 1025 Kg/m3 ; a 20ºC, 1atm

Densidad del Aire: (Aire = 1.23 Kg/m3 ;a 20ºC, 1atm.

En el gráfico se muestra la densidad del agua como función de la temperatura.

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1.2.2 Peso específico
Relación entre peso del fluido y volumen:
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Ejemplo:

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1.2.3. Volumen Específico
Recíproco de la densidad, es el volumen que ocupa la unidad de masa:

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Ejemplo:

Densidad del agua (H2O = 1000 Kg/m3 a 4ºC,1atm.

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1.2.4. Densidad Relativa
La densidad relativa de una sustancia es la relación entre su peso y el peso de un volumen de agua en condiciones normales (4ºC , 1atm):

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Ejemplo:
Agua de mar (H2O = 1025 Kg / m3 podemos calcular la densidad relativa
[pic]=1.025
1.2.5.Viscosidad
La viscosidad de un fluido es la resistencia al movimiento de una capa de un fluido sobre otra adyacente, depende de la cohesión y del grado de transferencia de cantidades de movimiento de sus moléculas. Altas presiones pueden cambiar la viscosidad de un liquido, como la presión incrementa el movimiento relativo de las moléculas requieren mas energía por lo tanto la viscosidad se...