Trabajo experimental N 4

Capitulo: Estática de Fluidos
1. OBJETIVO
Aplicando este principio, determinar experimentalmente la densidad relativa de un líquido problema.
2. MARCO TEORICO
Uno de los estados en que se encuentra la materia con mayor abundancia es el líquido, que conjuntamente con los gases constituyen los fluidos. Los líquidos en general presentan características macroscópicas comunes que los distinguen delos sólidos y de los gases. Así, bajo la acción de grandes presiones, experimenta pequeñísimas disminuciones de volumen, razón por la cual en la práctica se les considera incomprensibles. Por tanto, podemos asegurar que mantiene su volumen constante, pero se adaptan a la forma de recipiente que los contiene y además, mantiene una superficie horizontal cuando están en reposo, salvo cuando seencuentra en tubos de sección muy pequeñas.
Los líquidos se distinguen unos de otros por algunas propiedades, tales como su densidad, sus temperaturas de ebullición, de solidificación y especialmente por la mayor o menor facilidad de sus moléculas para deslizarse unas sobre otras, lo que se manifiesta como cierta resistencia a sus movimientos internos. A esta característica se le denomina viscosidad.
Esnecesario definir el concepto de densidad absoluta como la relación entre la masa de una sustancia y el volumen del mismo, para el SI de unidades, se tiene:

En cambio la densidad relativa está definido como la relación de la densidad absoluta de una sustancia y la densidad de una sustancia patrón, para el caso de los líquidos se compara con la densidad del agua, siendo:

Esta ecuación, es unarelación a dimensional.
La manera como una fuerza puede actuar sobre un sólido es distinta a como puede hacerlo sobre un líquido. Sobre el sólido, la fuerza se puede aplicar en un punto o un área muy pequeña y produce el efecto correspondiente, en tanto que un fluido (líquido o gas) para que se produzca el efecto deseado, es necesario que el fluido este encerrado y la acción de la fuerza se ejerzauna superficie, es decir:



Para el caso de un liquido contenido en
una probeta graduada, la presión debida
a la columna de un liquido de densidad ()
absoluta es igual a:





2.1. PRESION EN EL INTERIOR DE UN FLUIDO

Todos los cuerpos situados en el interior de un fluido están sometidos a una presión cuyo valor varia, en general, de un punto a otro del fluido, en sentidovertical. Supongamos que en un fluido, cuya densidad es tenemos dos puntos separados una distancia vertical, o desnivel, h (Fig. 2) y sean PA y PB las presiones del fluido en cada uno de ellos. Entonces la diferencia de presión entre ambos puntos está dada por la expresión:



Diferencia de presión = densidad x gravedad x desnivel

Es decir, que la diferencia de presión entre dos puntos en elinterior de un fluido en equilibrio, es proporcional a la distancia vertical o desnivel entre los puntos. El término g h, se llama presión hidrostática, la cual se debe únicamente al peso del liquido.



2.2. PRESION ATMOSFERICA

Sobre la superficie de la tierra se extiende una capa gaseosa, llamada atmosfera, que tiene una altura aproximada de unos 40 Km. La atmosfera es una mezcla de varios gases,denominada aire.

Esta masa gaseosa ejerce una presión sobre los cuerpos que se encuentran en su interior, llamada presión atmosférica. Los seres vivientes no nos percatamos de la existencia de esta presión porque siempre hemos estado sometidos a su acción.

Algunos valores de la presión atmosférica son:

1 atm = 101325 Pa ó N/m2 1 atm = 760 mm Hg
1 atm = 1,034 Kgf/cm2 1 atm = 14,69lbf/pulg2

2.3. PRINCIPIO DE PASCAL

Si se tiene un recipient esferico con varios, los mismos que se taponean, y contiene un líquido o un gas, y luego se presiona con un émbolo (Fig. 3), se consigue que salten los tapones de las paredes laterales y del fondo en el mismo instante, lo que indica que la presión es la misma en todas direcciones, fenómeno que no ocurre en los sólidos.

Este hecho...