Mecanica De Fluidos
En la deducción y uso de la ecuación de equilibrio y movimiento de los fluidos es frecuente el análisis de fuerzas por unidad de volumen, Cuando se trata del peso se manejan las magnitudes densidad, peso especifico y densidad relativa. La densidad de una sustancia hace referencia a su cantidad de masa por unidad de volumen. Se representa por la letra griega rho (ρ), y se calcula mediante:
La representación dimensional de la densidad es:
, y unidades de kg/m3.
Cuando se define la densidad de un sistema material homogéneo, es decir, un sistema que presenta estructura y composición uniforme, la fórmula masa/volumen puede aplicarse en
cualquier región del sistema obteniendo siempre el mismo resultado.
Los sistemas homogéneos están conformados por una sola fase de una sustancia o por una mezcla de varias sustancias en la que sus componentes no se distinguen a simple vista por tener igual valor de propiedades intensivas en todos sus puntos. Un sistema homogéneo es, por ejemplo, el agua pura en su fase líquida o la solución de sal común en agua.
3 m, V 1 2Un sistema heterogéneo está formado por dos o más fases, en el que se pueden apreciar las distintas partes que lo componen, separadas por interfaces. El concreto y el aceite contaminado por agua son dos ejemplos de sistemas heterogéneos. Un sistema heterogéneo no presenta la misma densidad en puntos diferentes.
3 m, V 2 1
En este caso, la relación masa/volumen define la "densidad media" del sistema.
y la "densidad puntual" que presenta valores diferentes en cada punto, posición o porción infinitesimal del sistema está definida por:
lim
Donde el símbolo δV* representa el volumen más pequeño en el que sea aplicable la hipótesis del continuo. (Para líquidos y gases el volumen de una partícula de fluido.)
Valores de Densidad media de algunas sustancias:
PESO ESPECÍFICO:
El peso específico de una sustancia cuantifica el peso de su masa por unidad volumen. Se simbolizada por la letra griega gamma (γ), y se calcula mediante:
Con representación dimensional:
, y unidades de kg/m2‐s2, o N/m3.
En el contexto del Sistema Internacional de Unidades, el término específico, se aplica a una magnitud física, para significar el valor de esta magnitud por unidad de masa. Otros usos del término específico se consideran erróneos. Según la normativa del Bureau International des Poids et Mesures, la denominación correcta para la relación peso/volumen (N m‐3) de una sustancia es Densidad de peso. Definir esta relación con el término peso específico es reprobable, ya que el significado de esta definición es peso por unidad de masa (N kg‐1).
DENSIDAD RELATIVA (GRAVEDAD ESPECÍFICA):
Con el fin de normalizar los datos de la densidad de masa o peso de una sustancia, se define la Densidad relativa (gravedad específica) como la relación entre la densidad de la sustancia y la densidad de un fluido estándar. Para líquidos y sólidos, la densidad de referencia es la del agua líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua es de 1000 kg/m3 o 1 kg/L.
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Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de 1 atm y la temperatura de 0 °C.
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Si se cuenta con cantidades de la sustancia a analizar y del fluido de referencia que a las mismas condiciones (de referencia) ocupen idénticos volúmenes, entonces se puede calcular o medir la densidad relativa de la sustancia que se analiza como el cociente entre los pesos o masas de estas cantidades.
La representación dimensional de la densidad relativa:
1 , y es adimensional (sin unidades). ...
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