Fluidos

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO Departamento de Ciencias – Area de Física Escuela de Ingeniería en Industrias Alimentarias

Curso:
Luis M. Angelats Silva
langelats@yahoo.com

UNIDAD: FLUIDOS

Texto de referencia:
R. Serway – Jewett, Vol. I, 7ma Ed.

25/06/2010

Luis Angelats Silva

INTRODUCCIÓN ESTRUCTURA DE LA MATERIA

25/06/2010

Luis Angelats Silva

FLUIDO: Un fluidoes un conjunto de moléculas distribuidas al azar que se mantienen

unidas por fuerzas cohesivas débiles y por fuerzas ejercidas por las paredes de un recipiente.

Los líquidos, al igual que los gases, toman la forma del recipiente que los contiene.

En los animales y en las plantas los fluidos de sus sistemas circulatorios transportan nutrientes y eliminan desechos.

DENSIDAD: La densidadρ de cualquier material se define como la cantidad de masa m contenida en
cada unidad de volumen V:

m V

Unidad: La densidad es una magnitud física escalar, su unidad de medida en el SI es kg/m3.

1 g/cm3 = 1000 kg/m3 “La densidad cambia con la temperatura, por lo que se dan valores bajo condiciones de presión y temperaturas dadas. Si un fluido tiene la misma densidad en todo el volumen, sedice que es homogéneo”.
25/06/2010 Luis Angelats Silva

Densidad de algunas sustancias comunes a presión atmosférica y :
a temperatura ambiente:

a otras temperaturas:

0.0899

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Ejercicio 1: Determine la masa, y el peso del aire contenido en el aula de clases. Suponga que el aula tiene las siguientes dimensiones: 4.0 m x 5.0 m de piso y 3.0 m dealto. ¿cuál sería la masa y el peso de un volumen igual de agua? Ejercicio 2: Una esfera sólida está constituida de cobre el cual tiene una densidad de 8.93 g/cm3. Si la masa de la esfera es de 475 g, determine el radio de la esfera en el Sistema internacional de unidades.

Peso específico:
Es el cociente entre el peso de la sustancia y su volumen:

mg V

g

[N/m3]

Ejercicio 3: ¿Cuál esel peso específico del plasma sanguíneo a temperatura ambiente?. Compare este resultado con el peso específico del agua pura a la misma temperatura..

Densidad relativa o gravedad específica:
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x r H 2O

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VISCOSIDAD:
El movimiento de un fluido puede considerarse como el deslizamiento de láminas o capas muy delgadas de fluido en contacto mutuo, por lo que loslíquidos reales ofrecen resistencia al rozamiento interno entre las capas de líquido, lo que constituye la VISCOSIDAD.

¿Por qué?

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Modelo:
Láminas líquidas en reposo

fr
Láminas líquidas en movimiento

A

F v1 h 2 h1 v2 v vS

h

v1 h1

v2 h2

v h

gradiente de velocidad
F/A v/h

(s-1)

Viscosidad
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=

[ ] = Pa.s
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La fuerza F que mueve una capa de superficie A en el caso de un flujo laminar es proporcional al gradiente de velocidad entre ambas capas: F = ( A) En esta ecuación el coeficiente de fricción es la viscosidad, que determina la fuerza necesaria para mover una capa de 1 m2 de área a una distancia de 1 m desde una superficie paralela con una velocidad de 1m/s, si se induce un flujolaminar de un líquido entre esas dos superficies.

Viscosidad en (Pa.s)
T( C) agua aire sangre

0
20 37 60 80
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1,792 10-3
1,005 0,69 0,469 0,357

17,1 10-6
18,1 18,865 20,0 20,9

5,412 10-3
3,035 2,084 1,416 1,078
Luis Angelats Silva

El coeficiente de viscosidad ( ) de la sangre se suele expresar como un valor en relación a la viscosidad del agua. Para una sangre conun hematocrito del 45 % , / agua vale entre 2 y 4.5, dependiendo del método de medida, lo que indica que la sangre ofrece de 2 a 4.5 veces más resistencia al flujo que el agua.

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PRESION EN UN FLUIDO:
La presión p del fluido en el nivel donde se encuentra sumergido el cuerpo se define como la razón de la magnitud de la fuerza F normal a la superficie y...