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I. Problemas De Cada Una De Las Propiedades De Los Fluidos VISCOSIDAD
⁄
1. Un fluido tiene una viscosidad de 4 centipoise y una densidad de Determinar su viscosidad cinemática en el sistema técnico de unidades y en Stokes.
.
SOLUCIÓN:
⁄ ⁄ Viscosidad Cinemática
⁄ ⁄ ⁄
2. Se construye un viscosímetro con dos cilindros concéntricos de de largo, uno con diámetro de y el otro con diámetro de . Se requiere una torca o momento de torsión de para girar el cilindro interior a (revoluciones por minuto). Calcule la viscosidad.
SOLUCIÓN:
⁄ ⁄
1
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3. Una placa plana esta separada de dos placas fijas por dos liquidos cuyas viscosidades son y respectivamente, como se muestra en la fiura. Puede observarse que los espacion entra las placas y son distintos. Suponiendo un perfil de velocidad lineal en ambos fluidos, halle la fuerza F requerida para mover la placa con velocidad V.
SOLUCIÓN
La fuerza total requerida esta dada por la suma de las fuerzas viscosas que actuan en sentido opuesto al movimiento
Donde
y
quedan expresados por:
Integrando ambas expresiones desde una distancia(espesor)0 hasta respectivamente, con una velocidad 0 y en ambos casos.
∫ ∫ ∫ ∫ Despejando
y
y
, y sustituyendo en la expresion inicial:
Por lo tanto la fuerza total para mover la placa con velocidad v quedaria expresada tal como sigue:
( ) 2
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PESO ESPECIFICO
1. Un fluido tiene un peso específico relativo de 0.83 y una viscosidad cinemática de 3 stoke. ¿cuál es su viscosidad en cuars (poise)? SOLUCIÓN:
⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄
2. Determinar el valor del peso especifico del .
cuando es sometido a una presión de
SOLUCIÓN:
Presión atmosférica
⁄
Agua.
( )
3
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⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄
3. El peso específico de un líquido desconocido es de líquido está contenida en un volumen de ? Use: a) El valor estándar de la gravedad. b) El valor mínimo de la gravedad en la tierra. c) El valor máximo de la gravedad en la tierra.
. ¿Qué masa del
SOLUCIÓN:
a) b) c)
4. El peso específico relativo del mercurio suele tomarse como de error si se emplea un valor de SOLUCIÓN:
.
. Calcule el porcentaje
DENSIDAD RELATIVA 1.
La densidad de una sustancia es y su volumen especifico.
⁄
. Cuánto vale su peso especifico relativo
SOLUCIÓN:
Entonces
⁄ ⁄ ⁄
4
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Volumen especifico
⁄
2. Un gas con peso molecular está a una presión de . Determínese su densidad.
y a una temperatura de
SOLUCIÓN:
⁄
Entonces:
⁄ ⁄ ⁄ 3. Calcule la densidad y el peso específico del agua si
ocupan
.
SOLUCIÓN:
a) Densidad
⁄ ⁄
b) Peso Especifico
⁄ TENSION SUPERFICIAL
1. Calcule la presión en las pequeñas gotas de 10 de diámetro formadas por maquinas rociadoras. Suponga que las propiedades son las mismas de agua 15 oC. Calcule la presión en burbujas del mismo tamaño.
5
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SOLUCIÓN:
Burbujas:
2. El mercurio forma un ángulo de 130 o ( en la Fig. 1.10) cuando se pone en contacto con un vidrio limpio. ¿qué distancia descenderá el mercurio en un tubo de vidrio de 0.8 pulg de diámetro? Use
Nota: el ángulo capilar.
formado es mayor que 90 o entonces experimentara un descenso
SOLUCIÓN:
se determina igualando la componente vertical de la fuerza de tensión superficial al peso de la columna de líquidos
6
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o
VOLUMEN ESPECIFICO
7
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II. Valores Aproximados De Las Propiedades De Líquidos Comunes: Densidad de Algunos Líquidos
LIQUIDOS Acetona Aceite de oliva crudo pesado lubricante Agua de mar Agua dulce Alcohol etílico Alcohol metílico Benceno Bisulfato de carbón Éter Gasolina Glicerina Mercurio Petróleo
Tensión Superficial de Líquidos a
LIQUIDO Alcohol etílico (en aire) Benceno (en aire) Mercurio (en aire) Mercurio (en aire)
Densidad 0,792 0,918 0,881 0,943 0,928 1,026 1,000 0,791 0,810 0,899 1,293 0,736 0,66-0,69 1,260 13,6 0,76-0,82
⁄
Agua Aceite: Crudo Lubricante Alcohol Etílico Benceno Carbono, tetracloruro de Mercurio Queroseno
--
---
⁄
En 0,00228 0,00295 0,05238 0,04003
LIQUIDO Mercurio(en vacio) Aceite lubricante (en aire) Aceite mineral crudo (en aire)
Propiedades aproximadas de líquidos comunes, a
Liquido
Temperatura *C
Densidad Relativa
Modulo de Elasticidad Volumétrica
⁄
En 0,04956 0,00357-0,00387 0,00238-0,00387
y presión atmosférica estándar
Presión de vapor ,
Tensión superficial
1.00
2.07
2.45
0.074
0.85-0.93 0.85-0.88 0.79 0.88 1.59 13.57 0.81
........ ........ 1.21 1.03 1.10 26.20 ........
........ ........ 5.86 10.0 13.1 0.00017 ........
0.023-0.038 0.035-0.038 0.0223 0.0289 0.0267 0.51 0.023-0.032
8
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