Propiedades de los fluidos

1.0 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

1.1 Definición de mecánica de fluidos
El término mecánica de fluidos se refiere al estudio del comportamiento de los fluidos, ya sea en reposo o en movimiento. Los fluidos pueden ser líquidos (como agua, aceite, gasolina o glicerina) ó gases (como aire, oxígeno, nitrógeno o helio). Los líquidos y gases se conocen como fluidos por su capacidad para escurririndefinidamente bajo la acción de un esfuerzo cortante por pequeño que esta sea.

1.2 Diferencia entre líquidos y gases
Cuando un líquido se encuentra en un recipiente, tiende a tomar la forma del contenedor, presentando superficie libre y son ligeramente compresibles.







Cuando se tiene un gas en un contenedor cerrado, este tiende a expandirse y llenar completamente el recipiente quelo contiene. Si este se abre, el gas tiende a expandirse y salir del contenedor y son fácilmente compresibles.

1.3 Sistema internacional de unidades (SI)
El sistema internacional de unidades esta compuesta por siete cantidades básicas y dos complementarias (las angulares):

Cantidad
Nombre de la unidad
Símbolo de la unidad
Longitud
metro
m
Masa
kilogramo
kg
Tiempo
segundo
sCorriente eléctrica
ampere
A
Temperatura termodinámica
kelvin
K
Cantidad de sustancia
mol
mol
Intensidad luminosa
candela
cd
Ángulo plano
radián
rad
Ángulo sólido
estereorradián
sr

En la mecánica son particularmente importantes algunas unidades derivadas del SI:

Cantidad
Unidad derivada del SI
Símbolo
Equivalencia
Fuerza
newton
N
kg.m/s2
Presión
pascal
Pa
N/m2Trabajo, energía
joule
J
N.m = W.s
Potencia
watt
W
J/s


Prefijos de unidades
PREFIJO

SÍMBOLO SI
FACTOR

Giga
Mega
Kilo
mili
micro


G
M
K
m
(

109 = 1000000000
106 = 1000000
103 = 1000
10-3 = 0.001
10-6 = 0.000 001

1.4 Propiedades de los fluidos
a. Masa (m)
Es la propiedad de un cuerpo de fluido que se mide por su inercia o resistencia a un cambio demovimiento. Es también una medida de la cantidad de fluido. La masa se obtiene a partir de esa relación:

masa =
módulo de la fuerza

módulo de la aceleración colineal con la fuerza

b. Densidad ()
Es la cantidad de masa por unidad de volumen de una sustancia:


Donde V es el volumen de la sustancia cuya masa es m.
Densidad del agua
Temperatura
Densidad
°C
Kg/m3
0
999.9
41000.0
10
999.7
20
998.2
40
992.2
60
983.2
80
971.8
100
958.4



Observe que el máximo valor de la densidad del agua ocurre a 4 °C
(agua 4 °C = 1000 kg/m3
Las unidades en el sistema internacional (SI) es el kg/m3 en el sistema Británico de unidades es el slug/pie3. La medición se realiza en las llamadas picnómetros (picnómetro Bingham y Picnómetro capilar Lipkim)

c. Peso (w)Es la cantidad que pesa un cuerpo, es decir, la fuerza con la que el cuerpo es atraído hacia la tierra por la acción de la gravedad.

Ley de gravitación de Newton

g = 9.81 m/s2, en el SI y g = 32.2 pies/s2 en el sistema Británico de Unidades

Para mayor precisión: g = 9.80665 m/s2 ó g = 32.1740 pies/s2

d. Peso especifico ()
Es la cantidad de peso por unidad de volumen de unasustancia



Donde V es el volumen de una sustancia que tiene el peso w.

Las unidades del peso específico son el N/m3 en el SI y lb/pie3 en el sistema Británico de unidades.
Peso específico del agua
Temperatura
Peso
Específico
°C
N/m3
0
9805
5
9806
10
9803
20
9786
40
9737
60
9658
80
9557
100
9438
 agua 4 °C = 9,8 kN/m3


Densidad relativa o gravedad especificaEs la relación entre el peso específico del cuerpo y el peso específico de la sustancia de referencia. La sustancia de referencia es aire para los gases y agua para los sólidos y líquidos

Densidad relativa =
Sc = dr =
cuerpo
=
cg
=
c


referencia

rg

r


La densidad relativa es adimensional:
[ S ] =
[ F/L3 ]
= 1

[ F/L3 ]

Densidad relativa del agua: Sa = 1...