Ensayo de Propiedades de Los Fluidos

Tecnológico de Estudios Superiores de Tianguistenco ENSAYO DE PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Introducción

Si bien hablamos de un fluido su pr opiedad que la define es que los fluidos pueden cambiar de form a sin que aparezcan en su seno fuerzas que las sustituyan tendentes a recuperar la forma original lo cual constituye la principal diferencia con un sólido deformable donde sí hay fuerzas que las sustituyen en términos más simples podemos decir que un fluido son partículas que se mantienen unidas por fuerzas cohesivas débiles y en las paredes de un recipiente en la cual están englobados los gases y los líquidos los cuales toman la forma del recipiente que los aloja manteniendo su propio volumen mientras que los gases no tienen volumen ni forma propia. Desarrollo

Para poder conocer las propiedades de un fluido lo primero que se debe conocer son sus características tales como son movimiento no acotado de las moléculas el cual nos dice que son infinitamente deformables y los desplazamientos que un punto material o molécula puede alcanzar en el seno del fluido no están determinados esto contrasta con los sólidos deformables donde los desplazamientos están mucho más limitados esto se debe a que sus moléculas no tienen una posición de equilibrio como sucede en los sólidos donde la mayoría de moléculas ejecutan pequeños movimientos alrededor de sus posiciones de equilibrio otra de las características es la compresibilidad y la cual nos dice que t odos los fluidos son compresibles en ciert o grado no obstante los líquidos son altamente incompresibles a diferencia de los gases que son altamente compresibles sin embargo la compresibilidad no diferenci a a los fluidos de los sólidos ya que la compresibil idad de los sólidos es similar a la de los líquidos también está la viscosidad aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos la viscosidad hace que la vel ocidad de deformación puede aumentar las tensiones en el seno del medio continuo esta propiedad acerca a los fluidos viscosos a los sólidos visco elásticos también cuenta con otra otra característica que es la distancia molecular grande la cual es una de las características de los fluidos en la cual sus moléculas se encuentran separadas a una gran distancia en comparación con los sólidos y esto le permite cambiar muy fácilmente su velocidad debido a fuerzas externas y facilita su compresión existe otra característica llamada fuerzas de Van der Waals esta fuerza fue descubierta por el físico holandés Johannes Van der Waals, el físico encontró la importancia de considerar el volumen de las moléculas y las fuerzas intermoleculares y en la distribución de cargas positivas y negativas en las moléculas estableciendo la relación entre presión volum en y temperatura de los fluidos una característ ica más de un fluido es la ausencia de memoria de forma se dice que tiene ausencia de memoria un fluido por que toma la forma de cualquier recipiente que lo contenga sin que existan fuerzas de recuperación e lástica como en los sólidos debido a su separación molecular los fluidos no poseen una forma definida por tanto no se puede calcular su volumen o densidad a simple vista para esto se introduce el fluido en un recipiente en el cual toma su forma y así podemos calcular su volumen y densidad esto facilita su estudio esta última característica es la que diferencia más claramente a fluidos líquidos y gases de sólidos deformables sabiendo lo primordial de los fluidos como son sus características podemos continuar conociendo más a fondo a un fluido y esto será conociendo las propiedades de un fluido las cuales son las que definen el comportamiento y características del mismo tanto en reposo como en movimiento y las cuales se dividen en dos propiedades primarias y propiedades secundarias las primarias o también conocidas como termodinámicas están compuestas por lo que son presión, densidad, temperatura, energía interna, entalpia, entropía, calor especifico, viscosidad, peso y volumen específicos, la presión (símbolo p) es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea en el Sistema Internacional de Unidades la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton (N) actuando uniformemente en un metro cuadrado (m²) En el Sistema

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Tecnológico de Estudios Superiores de Tianguistenco Inglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada (pound per square inch o psi) que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada, la densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia usualmente se simboliza mediante la letra ro ρ del alfabeto griego la densidad media es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa la unidad es kg/m³ en el SI, la temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor medible mediante un termómetro en física se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico definida por el principio cero de la termodinámica en el Sistema Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor cero kelvin (0 K) al cero absoluto y se gradúa con un tamaño de grado igual al del grado Celsius sin embargo fuera del ámbito científico el uso de otras escalas de temperatura es común la escala m ás extendida es la escala Celsius llamada centí grada y en mucha menor medida y prácticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit, la energía interna (U) de un sistema intenta ser un reflejo de la energía a escala macroscópica más concretamente es la suma de la energía cinética interna es decir de las sumas de las energías cinéticas de las individualidades que forman un cuerpo respecto al centro de masas del sistema y la energía potencial interna que es la energía potencial asociada a las interacciones entre estas individualidades, la variación de la entalpía estándar (denotada como H0 o HO) es la variación de entalpía que ocurre en un sistema cuando una unidad equivalente de materia se transforma mediante una reacción química bajo condiciones normales sus unidades son los kJ/mol en el sistema internacional una variación de la entalpía estándar de una reacción común es la variación de la entalpía estándar de formación que ha sido determinada para u na gran cantidad de sustancias la variación de ent alpía de cualquier reacción bajo cualesquiera condiciones se puede computar, obteniéndose la variación de entalpía de formación de todos los reactivos y productos otras reacciones con variaciones de entalpía estándar son la combustión variación de la entalpía estándar de combustión y la neutralización variación de la entalpía estándar de neutralización, la entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que para un sistema term odinámico en equilibrio mide el número de m icroestados compatibles con el macroestado de equilibrio también se puede decir que mide el grado de organización del sistema o que es la razón de un incremento entre energía interna frente a un incremento de temperatura del sistema, la capacidad calorífica específica, calor específico o capacidad térmica específica es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad ésta se mide en varias escalas. En general, el valor del calor específico depende del valor de la temperatura inicial se le representa con la letra c minúscula de forma análoga se define la capacidad calorífica como la cantidad de calor que se debe suministrar a toda la masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). Se la representa con la letra C mayúscula, la viscosidad es una propiedad física característica de todos los fluidos el cual emerge de las colisiones entre las partículas del fluido que se mueven a diferentes velocidades provocando una resistencia a su movimiento cuando un fluido se mueve forzado por un tubo las partículas que componen el fluido se mueven más rápido cerca del eje longitudinal del tubo y más lentas cerca de las paredes por lo tanto es necesario que exista una tensión cortante como una diferencia de presión para sobrepasar la resistencia de fricción entre las capas del líquido y que el fluido se siga moviendo por el tubo para un mismo perfil radial de velocidades la tensión requerida es proporcional a la viscosidad del fluido, se llama peso específico a la relación entre el peso de una sustancia y su volumen las propiedades secundarias se caracterizan por el comportamiento de los



Tecnológico de Estudios Superiores de Tianguistenco de una bola de vidrio que se deja caer dentro de un tubo lleno con aceite parece que existe una propiedad que representa la resistencia interna del fluido al movimiento o la fluidez y esa propiedad es la viscosidad para obtener una relación para la viscosidad considere una capa de fluido entre dos placas paralelas muy grandes o lo que es equivalente dos placas paralelas sumergidas en una gran masa de fluido se llama coeficiente de viscosidad o viscosidad dinámica del fluido cuya unidad es kg/m*s o de modo que equivalente N*s/m ᶺ2 o Pa*s en donde Pa es la unidad de presión pascal una unidad común de la viscosidad es el poise el cual equivale a 0.1 Pa*s. Conclusiones

En conclusión para el estudio de los fluidos es necesario referirnos a la mecánica de fluidos que es la ciencia que estudia los movimientos de los fluidos y una rama de la mecánica de m edios continuos también estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita es necesario conocer algunas características y propiedades físicas de los fluidos ya que es de vital importancia para un mejor entendimiento de su comportamiento densidad, presión son magnitudes que podemos relacionar a diario con líquidos y gases pero de las que necesitamos una definición más concreta para una mejor comprensión de sus características y propiedades de las cuales ya hablamos anteriormente para poder comprender estas propiedades se necesita conocer el principio de pascal el cual establece lo siguiente: La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo. El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter incompresible de los líquidos un ejemplo de ello sería la prensa hidráulica que constituye la aplicación más importante del principio de pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado esta consiste en dos cilindros de diferente secciones comunicados entre sí y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite otro concepto directamente relacionado con el principio de pascal consiste en que en un mismo líquido todos los puntos que estén a una misma altura en un mismo recipiente sea cual sea su forma tendrán todos la misma presión y así como vimos que la viscosidad expresa la facilidad que tiene un fluido para desplazarse cuando se le aplica una fuerza externa es posible predecir la viscosidad de muchos fluidos como por ejemplo el alquitrán es más viscoso que el agua y a su vez los gases son mucho menos viscosos que los líquidos.

Bibliografía .Mataix, Claudio. Mecánica de fluidos y máquinas hidraulicas. Mecánica de fluidos y máquinas hidraulicas. s.l. : Ediciones del Castillo S.A., 1996 . Mott, Robert (1996) Mecánica de fluidos aplicada (4ª edición)

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