informe de fluidos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE FISICA
LABORATORIO DE FLUIDOS Y ELECTROMAGNETISMO

Marcela Álvarez



1. OBJETIVOS

Observar como al aumentar la profundidad en un fluido aumenta su presión interna y como esto influye en la velocidad de salida por un orificio del recipiente
Notar el fenómeno de capilaridad de los fluidos al ascender po laspareces de un capilar.


2. BASE TEORICA

El teorema de Torricelli es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio bajo la acción de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el caudal de salida de un líquido por un orificio. "La velocidad de un líquido en una vasija abierta, porun orificio, es la que tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta el centro de gravedad del orificio":

Donde:
es la velocidad teórica del líquido a la salida del orificio
es la velocidad de aproximación.
es la distancia desde la superficie del líquido al centro del orificio.
es la aceleración de la gravedad
Para velocidades deaproximación bajas, la mayoría de los casos, la expresión anterior se transforma en:

Donde:
es la velocidad real media del líquido a la salida del orificio
es el coeficiente de velocidad. Para cálculos preliminares en aberturas de pared delgada puede admitirse 0.95 en el caso más desfavorable.
tomando =1

Experimentalmente se ha comprobado que la velocidad media de un chorro de un orificio de pareddelgada, es un poco menor que la ideal, debido a la viscosidad del fluido y otros factores tales como la tensión superficial, de ahí el significado de este coeficiente de velocidad.

La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual a su vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del líquido), y le confiere la capacidad de subir o bajar porun tubo capilar de radio determinado.
Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la cohesión entre sus moléculas es menor a la adhesión del líquido con el material del tubo (es decir, es un líquido que moja). El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y ésta propiedad es la queregula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin utilizar energía para vencer la gravedad.
Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar (como el caso del mercurio), la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior, y su superficie es convexa.
Un aparato comúnmente empleado para demostrar la capilaridades el tubo capilar; cuando la parte inferior de un tubo de vidrio se coloca verticalmente, en contacto con un líquido como el agua se forma un menisco cóncavo la tensión superficial succiona la columna líquida hacia arriba hasta que el peso del líquido sea suficiente para que la fuerza de la gravedad se equilibre con las fuerzas intermoleculares.
El peso de la columna líquida es proporcional alcuadrado del diámetro del tubo, por lo que un tubo angosto succionará el líquido en una longitud mayor que un tubo ancho. Así, un tubo de vidrio de 0,1 mm de diámetro levantará una columna de agua de 30 cm. Cuanto más pequeño es el diámetro del tubo capilar mayor será la presión capilar y la altura alcanzada. En capilares de 1 µm (micrómetro) de radio, con una presión de succión 1,5 × 103 hPa(hectopascal = hPa = 1,5 atm), corresponde a una altura de columna de agua de 14 a 15 m.
Dos placas de vidrio que están separadas por una película de agua de 1 µm de espesor, se mantienen unidas por una presión de succión de 1,5 atm. Por ello se rompen los portaobjetos humedecidos al intentar separarlos.
Entre algunos materiales, como el mercurio y el vidrio, las fuerzas intermoleculares del...