macanica de fluidos

Capítulo 1
Propiedades de los fluidos y
definiciones
Contenido
1.1

Introducción..................................................................................3

1.2

Sólidos, líquidos y gases ..............................................................3

1.3

El medio continuo.........................................................................4

1.4

Densidad, volumenespecífico, peso específico y gravedad
específica .....................................................................................5

1.5

Viscosidad ....................................................................................7
1.5.1 Fluidos newtonianos............................................................8
1.5.2 Fluidos nonewtonianos.......................................................9

1.6

Fluidos compresibles e incompresibles ......................................10

1.7

Compresibilidad de los líquidos..................................................11

1.8

Ecuaciones de estado para gases .............................................12

1.9

Compresibilidad de los gases.....................................................14

1.10Tensión superficial y capilaridad ................................................14

1.11

Presión de vapor ........................................................................18

1.12

Bibliografía .................................................................................20

Capítulo 1

2

Propiedades de los fluidos y definiciones

1.1

Introducción

Cualquiercaracterística de un sistema se conoce como propiedad. Algunas
propiedades conocidas son la presión P, la temperatura T, el volumen V y la masa m.
La lista se puede extender hasta incluir unas menos conocidas como viscosidad,
conductividad térmica, módulo de elasticidad, coeficiente de expansión térmica,
resistividad eléctrica e, inclusive, la velocidad y la elevación.
Se considera que laspropiedades son intensivas o extensivas. Las propiedades
intensivas son independientes de la masa de un sistema, como la temperatura, la
presión y la densidad. Las propiedades extensivas son aquellas cuyos valores
dependen del tamaño, o extensión, del sistema. La masa total, el volumen total V, y la
cantidad total de movimiento son ejemplos de propiedades extensivas.
En general, se usan letrasmayúsculas para denotar las propiedades extensivas (la
masa m es una excepción importante) y minúsculas para las propiedades intensivas
(las excepciones obvias son la presión P y la temperatura T).
Las propiedades extensivas por unidad de masa se llaman propiedades específicas.
Algunos ejemplos de propiedades específicas son el volumen específico (v = V/m) y
la energía total específica (e = E/m).El estado de un sistema se describe por sus propiedades. Pero, con base en la
experiencia, se conoce que no es necesario especificar todas las propiedades para
identificar un estado. Después que se especifican los valores de una cantidad
suficiente de propiedades, el resto de éstas toman ciertos valores. Es decir, la
especificación de un número de propiedades es suficiente para identificar unestado.
El número de propiedades necesario para identificar el estado de un sistema se
expresa por medio del postulado del estado: El estado de un sistema compresible
simple queda por completo especificado por dos propiedades intensivas
independientes.
Dos propiedades son independientes si se pueden hacer variar una de ellas mientras
que la otra permanece constante. No todas las propiedadesson independientes y
algunas se definen en términos de otras, como se explica en la Sección 1.4.

1.2

Sólidos, líquidos y gases

La materia puede existir en tres formas físicas o fases diferentes: sólida, líquida y
gaseosa. Algunas veces se añade una cuarta fase llamada plasma. Un plasma es un
gas con una porción significativa de sus moléculas o átomos cargada eléctricamente;
sin...