IMPRIMIR CAP2
Páginas: 19 (4503 palabras)
Publicado: 7 de julio de 2015
2.2. Categorías Fundamentales
VARIABLE INDEPENDIENTE
VARIABLE DEPENDIENTE
2.3. Fundamentación teórica
2.3.1 Integración del proyecto con la materia de Física
Tensión superficial
La fuerza F es independiente de la longitud x de la lámina. Si desplazamos el alambre deslizante una longitud Dx, las fuerzas exteriores han realizado un trabajo FDx, que se habrá invertido en incrementar laenergía interna del sistema. Como la superficie de la lámina cambia en DS=2dDx (el factor 2 se debe a que la lámina tiene dos caras), lo que supone que parte de las moléculas que se encontraban en el interior del líquido se han trasladado a la superficie recién creada, con el consiguiente aumento de energía.
Si llamamos a g la energía por unidad de área, se verificará que
La energía superficial porunidad de área o tensión superficial se mide en J/m2 o en N/m.
La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio exterior se comprende ya que las moléculas del medio ejercen accionesatractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.
Tensión superficial de los líquidos a 20ºC
Líquido
(10-3 N/m)
Aceite de oliva
33.06
Agua
72.8
Alcohol etílico
22.8
Benceno
29.0
Glicerina
59.4
Petróleo
26.0
Tensión superficial
Hacer pasar una molécula del interior de un líquido a la superficie del líquido cuestaenergía.
En el interior del líquido, la molécula está rodeada de otras moléculas en todas las direcciones, de manera en que la fuerza neta es nula.
Cerca de la superficie, la molécula solo está rodeada parcialmente de otras moléculas del líquido, de manera que esto provoca una fuerza atractiva neta hacia dentro del líquido.
Para extraer la molécula, hace falta hacer un trabajo (tensiónsuperficial, si la llevamos a la superficie; evaporación, la extraemos del todo).
Sea el alcance de la fuerza, y la fuerza molecular mediana, el trabajo será igual al producto de estos,
Ampliar el área superficial de un líquido, también cuesta energía
Los fluidos no newtonianos tienen la capacidad de cambiar su viscosidad dependiendo de la tensión superficial, de ahí que en el ejemplo de lamezcla de almidón de maíz, esta sea completamente líquida excepto cuando presionamos sobre ella, que se vuelve más viscosa.
Desde el punto de vista de la reología, los fluidos más sencillos son los newtonianos, llamados así porque su comportamiento sigue la ley de Newton: “El esfuerzo de corte es proporcional al gradiente de velocidad o velocidad de corte” γμ= ∂ ∂ μ−=τ r vz rz La constante deproporcionalidad se denomina viscosidad y se mide en Pa.s (en SI), en la práctica se utiliza comúnmente el centipoise (cp). Por definición, todos aquellos fluidos que no siguen la ec. son “no newtonianos”. Una primera clasificación de los fluidos no newtonianos los divide en tres categorías: 1.- Comportamiento independiente del tiempo. 2.- Comportamiento dependiente del tiempo. 3.- Viscoelásticos. 1.-Comportamiento independiente del tiempo: el esfuerzo de corte sólo depende de la velocidad de corte γ . 0 50 100 150 200 250 300 0 40 80 Velocidad de corte (γ) Esfuerzo de corte ( τ) 120 Newtoniano Plástico de Bingham Herschel-Bulkley Pseudoplástico Dilatante Figura 1. Representación de esfuerzo de corte vs. velocidad de corte para distintos
El estudio de fluidos no newtonianos es aún máscomplicado por el hecho de que la viscosidad aparente puede depender del tiempo. Los fluidos tixotrópicos como tintas de impresor , tiene una viscosidad que depende de la deformación angular inmediatamente anterior de la sustancia y tiende a solidificarce cuando se encuentra en reposo, estos fluidos muestran una reducción de n con el tiempo ante la aplicación de un esfuerzo de corte constante. Los...
VARIABLE INDEPENDIENTE
VARIABLE DEPENDIENTE
2.3. Fundamentación teórica
2.3.1 Integración del proyecto con la materia de Física
Tensión superficial
La fuerza F es independiente de la longitud x de la lámina. Si desplazamos el alambre deslizante una longitud Dx, las fuerzas exteriores han realizado un trabajo FDx, que se habrá invertido en incrementar laenergía interna del sistema. Como la superficie de la lámina cambia en DS=2dDx (el factor 2 se debe a que la lámina tiene dos caras), lo que supone que parte de las moléculas que se encontraban en el interior del líquido se han trasladado a la superficie recién creada, con el consiguiente aumento de energía.
Si llamamos a g la energía por unidad de área, se verificará que
La energía superficial porunidad de área o tensión superficial se mide en J/m2 o en N/m.
La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio exterior se comprende ya que las moléculas del medio ejercen accionesatractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.
Tensión superficial de los líquidos a 20ºC
Líquido
(10-3 N/m)
Aceite de oliva
33.06
Agua
72.8
Alcohol etílico
22.8
Benceno
29.0
Glicerina
59.4
Petróleo
26.0
Tensión superficial
Hacer pasar una molécula del interior de un líquido a la superficie del líquido cuestaenergía.
En el interior del líquido, la molécula está rodeada de otras moléculas en todas las direcciones, de manera en que la fuerza neta es nula.
Cerca de la superficie, la molécula solo está rodeada parcialmente de otras moléculas del líquido, de manera que esto provoca una fuerza atractiva neta hacia dentro del líquido.
Para extraer la molécula, hace falta hacer un trabajo (tensiónsuperficial, si la llevamos a la superficie; evaporación, la extraemos del todo).
Sea el alcance de la fuerza, y la fuerza molecular mediana, el trabajo será igual al producto de estos,
Ampliar el área superficial de un líquido, también cuesta energía
Los fluidos no newtonianos tienen la capacidad de cambiar su viscosidad dependiendo de la tensión superficial, de ahí que en el ejemplo de lamezcla de almidón de maíz, esta sea completamente líquida excepto cuando presionamos sobre ella, que se vuelve más viscosa.
Desde el punto de vista de la reología, los fluidos más sencillos son los newtonianos, llamados así porque su comportamiento sigue la ley de Newton: “El esfuerzo de corte es proporcional al gradiente de velocidad o velocidad de corte” γμ= ∂ ∂ μ−=τ r vz rz La constante deproporcionalidad se denomina viscosidad y se mide en Pa.s (en SI), en la práctica se utiliza comúnmente el centipoise (cp). Por definición, todos aquellos fluidos que no siguen la ec. son “no newtonianos”. Una primera clasificación de los fluidos no newtonianos los divide en tres categorías: 1.- Comportamiento independiente del tiempo. 2.- Comportamiento dependiente del tiempo. 3.- Viscoelásticos. 1.-Comportamiento independiente del tiempo: el esfuerzo de corte sólo depende de la velocidad de corte γ . 0 50 100 150 200 250 300 0 40 80 Velocidad de corte (γ) Esfuerzo de corte ( τ) 120 Newtoniano Plástico de Bingham Herschel-Bulkley Pseudoplástico Dilatante Figura 1. Representación de esfuerzo de corte vs. velocidad de corte para distintos
El estudio de fluidos no newtonianos es aún máscomplicado por el hecho de que la viscosidad aparente puede depender del tiempo. Los fluidos tixotrópicos como tintas de impresor , tiene una viscosidad que depende de la deformación angular inmediatamente anterior de la sustancia y tiende a solidificarce cuando se encuentra en reposo, estos fluidos muestran una reducción de n con el tiempo ante la aplicación de un esfuerzo de corte constante. Los...
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