Termofluidos ui

1. CONCEPTOS BÁSICOS DE TERMODINÁMICA Y MECÁNICA DE FLUIDOS.

1.1. Sistemas de Unidades: En las ciencias físicas las leyes como las definiciones se desarrollan matemáticamente entre sí por lo general en grupos amplios de magnitudes. En un sistema de unidades hay 2 tipos de magnitudes, las fundamentales y las derivadas. Existen varios sistemas de unidades:      Sistema internacional deunidades.- que es el más utilizado en la actualidad y sus unidades fundamentales son: metro, kilogramo, segundo, ampere, °K, candela, mol. Sistema ingles.- se utiliza en los países anglosajones pero muchos de ellos lo están intentando reemplazar por el sistema internacional. Sistema métrico decimal.- fue el primer sistema unificado en medidas. Sistema cegesimal.- denominado así porque sus unidadesbásicas o fundamentales son: centímetro, gramo y segundo. Sistema técnico de unidades.- derivado del sistema métrico, todavía utilizado en la técnica para tener unidades intuitivas.

1.1.1.Unidades Derivadas: Usando las leyes de la física se puede construir una gran variedad de unidades derivadas y algunas reciben un nombre en especial, por ejemplo la segunda ley de Newton. �� ∗ �� ���� ∗ �� �� ����∗ �� �� ������ ���������������� ������ = ≡ ������������ (��) �� �� �� 2 �� ���� �� = ≡ �������� �� ���� 2 �� De esta forma se pueden obtener varias unidades derivadas con nombres especiales para cualquier sistema de unidades ejemplo: �� = �� ∗ �� =

Dimensión Fuerza Energía Presión Potencia 1 Pa = 1 N/m² 1 atm = 101300 Pa

Unidad (Símbolo) Newton (N) Joule (J) Pascal (Pa) Watt (W) 1 bar = 105Pa 1 atm = 1.013 bar

Equivalencia 1 �� = 1 1 �� = 1 ���� − �� �� 2

���� − ��2 �� 2 ���� �� − �� 2

1 ���� = 1 �� − �� ó 1 1 �� = 1

�� ���� − ��2 ó �� �� 3

1 atm = 760 mmHg

1

Hay una infinidad de casos donde las magnitudes de las unidades son inconvenientes de usar, ya que por su gran cantidad de números es difícil de leer y es muy conveniente utilizar prefijos multiplicativospara aumentar o disminuir una cierta cantidad por un múltiplo de 10.

Prefijo Giga Mega Kilo Deci Centi Mili Micro

Símbolo G M K D C M 

Factor 109 106 103 10-1 10-2 10-3 10-6

1.2. Definiciones. 1.2.1.Termo-fluidos: Fusión de dos conceptos, Termodinámica y Mecánica de fluidos. 1.2.2.Termodinámica: es la rama de la física que estudia la energía, el calor, la transformación entre susdistintas manifestaciones y la capacidad de producir trabajo. Además estudia los sistemas físicos a nivel microscópico además está relacionada con la mecánica estadística y esta suele hacer descripciones microscópicas de las mismas. 1.2.3.Sistemas: son conjuntos estructurados y organizados con una porción de materia definida y separados por una superficie o frontera conceptual, hay 3 tipos: abierto,cerrado y aislado. 1.2.3.1. Sistema cerrado.- en este tipo de sistemas no hay intercambio de materia a través de los límites del sistema. 1.2.3.2. Sistema abierto.- si hay intercambio de materia a través de sus límites. 1.2.3.3. Sistema aislado.- Hay algunos sistemas cerrados, en los cuales no hay transferencia de masa y tampoco existe interacción alguna del tipo energético con el sistema y susalrededores. 1.2.4.Fronteras: limite material o imaginario entre un sistema termodinámico y sus alrededores. 1.2.5.Equilibrio: es cuando un sistema termodinámico se encuentra en un estado donde no se experimenta ningún cambio incluso con las condiciones ambientales. 1.2.6.Estado: el estado de un sistema queda identificado por el conjunto de valores que tienen las propiedades termodinámicas en eseinstante 1.2.7.Proceso: es aquel que produce un cambio o alteración en las variables del estado de la materia o de los fluidos que integran un sistema. 1.2.8.Propiedad: es una característica de un sistema, la cual puede observarse directa o indirectamente. Como características observables directamente se pueden anotar: la presión, la temperatura, el peso, el volumen, etc. Y las que se observan...