Hidrodinamica

UNIDAD
3 HIDROSTATICA

La hidrostática tiene como objeto de estudiar a los líquidos en reposo. Se fundamenta en leyes y principios tales como el de Arquímedes, Pascal o la paradoja hidrostática de Stevin; mismos que contribuyen a cuantificar las presiones ejercidas por los fluidos, así como el objeto de estudio de sus características generales.
Los principios dela hidrostática, se aplica tanto a los líquidos como a los gases, ya que ambos tienen propiedades comunes. No obstante, hay que recordar que un gas es muy ligero y por tanto, se puede comprimir fácilmente, mientras que un líquido es prácticamente incomprensible. Los fluidos están constituidos por una gran cantidad de minúsculas partículas de materia, que en los líquidos se deslizan unas sobreotras, mientras que en los gases se mueven sueltas. Esto explica por qué los líquidos y gases no tienen forma definida, adoptando la forma del recipiente que lo contiene. Finalmente, recordemos que un gas es expandible, por lo que su volumen no es constante; pues al pasarlo a un recipiente de mayor volumen inmediatamente se distribuye ocupando todo el espacio que se le deje libre. Un liquido, por suparte, no tiene forma definida, pero si volumen definido.

3.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS LÍQUIDOS
3.1.1 Viscosidad
Esta propiedad se origina por el rozamiento de unas partículas con otras, cuando un líquido fluye. Por tal motivo, la viscosidad se puede definir como: una medida de la resistencia que opone un líquido al fluir.
Así, si en un recipiente al que se le ha hecho una perforaciónene el centro, se opone al fluir por separado: miel, leche, agua y alcohol, observaremos que la rapidez con la que cada líquido fluye es distinta: mientras más viscoso es un líquido, mas tiempo tarda en fluir.
En la industria, se cuantifica la viscosidad en forma práctica, utilizando recipientes con una determinada capacidad, que tienen un orificio de un diámetro convencionalmenteestablecido. Midiendo el tiempo en que le liquido termina de fluir se conoce su viscosidad, usando para ello tablas que relacionan el tiempo de escurrimiento con la viscosidad.
El sistema internacional, tiene como unidad de viscosidad al poiseville, que se define como: la viscosidad que tiene un fluido cuando su movimiento rectilíneo uniforme sobre una superficie plana es retardado por una fuerza de unnewton por un metro cuadrado de superficie de contacto con el fluido y la velocidad de este, respecto a la superficie, es de un metro por segundo.


En el sistema C.G.S la unidad de viscosidad usada en el poise, y equivale a la decima parte del poiseville.

 

VALORES DE LA VISCOSIDAD
DE ALGUNAS SUBSTANCIAS:
SUBSTANCIAS VISCOSIDAD
POISEVILLE POISE
Agua a 0°C 0.0018 0.018
Aceitede oliva a 20°C 0.0970 0.97
Mercurio 0.0016 0.016
Glicerina a 20°C 0.83 8.3

3.1.2 Tensión superficial
Este fenómeno se presenta debido a la atracción que hay entre las moléculas de un líquido. Cuando se coloca un liquido en un recipiente, las moléculas que están en el interior del liquido se atraen entre si en todas direcciones por fuerzas iguales que contrarrestan unas con otras perolas moléculas que quedan en la superficie libre del liquido solo son atraídas por las moléculas que están abajo y a los lados. Por tanto, la resultante de las fuerzas de atracción que ejercen las moléculas próximas a una molécula que esta en la superficie, esta dirigida haca el interior del líquido, lo que da origen a la tensión superficial (fig.3.1).




Fig.3-1. Tensión superficial. Lasmoléculas que se muestran en la superficie, solo son atraídas por las que están abajo y a los lados, en tanto que las que están en el interior del liquido, son atraídas en todas direcciones, por lo cual esta en equilibrio.
Debido a la tensión superficial una pequeña masa de líquido tiene a ser redonda en el aire, tal es el caso de las gotas; también los insectos pueden caminar sobre el agua o...