TEMA No 2 Est

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA
HIDRÁULICA I (FLUIDOS A PRESIÓN)
PRIMER SEMESTRE DE 2015
NOTAS DE CLASE No 2

FLUIDOS Y EL CONTINUO
Fluido: Sustancia que cambia su forma continuamente siempre que está sometida a un
esfuerzo cortante sin importar que tan pequeño sea.
Fluido como un continuo: Cuando se desarrollan las ecuaciones para describir el
movimiento de un sistema departículas de un fluido, también se puede definir el movimiento
de todas y cada una de las moléculas o se puede definir el comportamiento promedio de
las moléculas en un volumen elemental.
En la hidráulica el interés principal no es el movimiento individual de las moléculas sino al
comportamiento general del fluido. Por eso, intentamos describir su movimiento en espacios
que son muy grandes comparados conlas dimensiones moleculares y que, en
consecuencia, contiene gran número de moléculas. En estos problemas podemos
considerar que el fluido es un material continuo cuyas propiedades pueden determinarse a
partir del promedio estadístico de las partículas en el volumen, esto es, como una
representación macroscópica. La suposición de un continuo es válida cuando el volumen
más pequeño del fluido deinterés contiene tantas moléculas que sus promedios
estadísticos se vuelven significativos.

PROPIEDADES

Temperatura
Todos estamos familiarizados con la temperatura en términos cualitativos; esto es, al tocar
un objeto lo sentimos caliente (o frío). Sin embargo por la dificultad de definir la temperatura

cualitativamente, definimos la igualdad de temperatura. Dos cuerpos están a la mismatemperatura si no ocurren cambios en cualquier propiedad observable al estar en contacto
térmico.
Se puede decir que la temperatura es una medida de la menor o mayor agitación de las
moléculas o átomos que constituyen un cuerpo.
Presión
A causa del movimiento aleatorio debido a su energía interna, las moléculas individuales
continuamente chocarán contra la superficie que contenga al fluido. La presión esla
magnitud de ésta fuerza por unidad de área de superficie.
𝐹

P = , 𝑃 = [𝐹]/[𝐿]2
𝐴

Si bien la fuerza tiene dirección la presión no tiene. Por eso, la presión que es una propiedad
del fluido en el punto en cuestión es una cantidad escalar.
En vista de que un fluido en reposo no sufre fuerzas tangenciales, la fuerza ejercida por la
presión sobre la superficie debe actuar en la direcciónperpendicular a ésta. Además, la
presión que actúa en un punto de un fluido en reposo es la misma en todas direcciones.
Presión atmosférica
Se define como la presión que puede soportar una columna de 760 mm de Hg. La presión
varía con la altitud.
Densidad
Definida como la cantidad de masa por unidad de volumen.
ρ = m /v = [𝑀]/[𝐿] 3
La densidad de los líquidos es función de la temperatura y esindependiente de la presión.

Densidad de algunos líquidos:
Liquido

Densidad (gr/cm3)

Temperatura ◦C

Benceno

0.899

0

Alcohol etílico

0.807

0

Agua

1.000

4

Gasolina

0.66 – 0.72

Glicerina

1.26

0

0,918

20

Aceite
Mercurio

13,5951

La densidad del agua se toma como 1 gr/cm 3 o 1000 kg/m3

Peso específico
Se define como el peso por unidad de volumen.
𝑟=

𝑊 𝑚𝑔
[𝑁]
=
= 𝜌𝑔
∀
∀
[𝑚3 ]

Para el agua 𝑟= 1000 kgf/m3 = 62.4 lbf/ft3 = 9810 N/m3
Densidad relativa
(Gravedad específica) Es una manera de expresar la densidad o peso específico de un
líquido refiriéndolos a la densidad del agua.
𝛿=

𝜌
𝜌0

[−]

Volumen específico
Se designa como el volumen ocupado por unidad de masa:
𝑉𝑠 =

∀ 1
[𝑚3 ]
= =
𝑚 𝜌
[𝐾𝑔]

Viscosidad
En un fluido esta propiedad se considera como una medida de su resistencia afluir. En los
fluidos reales una deformación de corte está acompañada por un esfuerzo cortante, es
decir, la resistencia solo ocurre cuando hay un movimiento cortante.
𝜏=𝜇

𝑑𝑉
𝑑𝑦

, 𝜇=

𝜏
𝑑𝑣/𝑑𝑦

𝜇=

(𝑁 ⁄𝑚²)
𝑇
𝑁 ⁄𝑚² 𝑁𝑠
𝑘𝑔
=
=
=
=
⁄
(⁄𝑦) (𝑚 𝑠⁄ )
1⁄𝑠
𝑚² 𝑚. 𝑠
𝑚
En c.g.s:

𝑔𝑟⁄
𝑐𝑚 . 𝑠 = 𝑃𝑜𝑖𝑠𝑒

En los líquidos la magnitud de la viscosidad es independiente de la razón de corte. En los
líquidos la...