Fluidos

Fluidos
¿A qué le llamaremos fluido?
Reciben el nombre de fluidos
aquellos cuerpos que tienen la
propiedad de adaptarse a la
forma del recipiente que los
contiene.
A esta propiedad se le da el
nombre de fluidez.
Los líquidos y los gases son
fluidos.
Mecánica de fluidos
 Hidrostática:
estudia
los fluidos en reposo
 Hidrodinámica:
los fluidos en
movimiento
estudia
Conceptos importantes:
 Densidad:
es el cuociente entre la
masa y el volumen de una sustancia,
es decir:
 Peso
específico: es el cuociente entre
el peso y el volumen de una
sustancia
mg
V
Presión
Se define como el cuociente entre la
componente de la fuerza
perpendicular a la superficie y el área
de dicha superficie.
Es una cantidad escalar
p
F
A
Unidades para la presión
En el sistema
internacional: Pascal
(Pa) = N/m2.
Otras unidades:
 1 lb/plg2 = 6894.57 Pa
 1 atm = 1.013*105 Pa
 1 bar = 1*105 Pa
 1 mm de Hg = 1 torr =
133 Pa
Para un líquido en un recipiente
abierto a la atmósfera
p = Po + gh
Siendo h la profundidad del punto en
el líquido, g = 9.8 m/s2 , la
densidad del líquido y Po la presión
atmosférica
Presión atmosférica
 Es
la presión debida al peso de la
atmósfera
 Se ejerce sobre todos los cuerpos
inmersos en ella
 Varía con la altura y con las
condiciones climáticas
 En condiciones normales, su valor es
de 1 atm
Medición de la presión
El primero en medir la
presión atmosférica fue
Evangelista Torricelli,
el año 1643.
Medición de la presión:
manómetros
De tubo en U
De Bourdon
Principio de Blaise Pascal (1623 – 1662)
La presión aplicada a un
fluido encerrado en un
recipiente se transmite
por igual a todos los
puntos del fluido y a las
paredes del recipiente que
lo contiene.
Aplicaciones del principio de Pascal

elevador hidráulico
 Frenos
hidráulicos
Principio de Arquímedes
(287-212 a.C.)
Todo cuerpo parcial o
totalmente sumergido
en un fluido experimenta
una fuerza ascensional o
empuje igual al peso
del fluido desplazado.
Principio de Arquímedes

El empuje E es:
E = fgVf
Donde f es la densidad
del fluido y Vf es
el volumen del
fluido desalojado
¡algunos objetos flotan en los líquidos y
otros se hunden!




Hay tres posibilidades.
Si el peso del objeto es mayor que el empuje (a),
este se hunde hasta llegar al fondo del recipiente;
Si es igual al empuje (b), permanecerá “entre dos
aguas”; y
Si es menor que el empuje (c), el cuerpo saldrá a
flote y emergerá del líquido
¡Importante!
El empuje no solamente
actúa sobre cuerpos
sumergidos en líquidos,
sino sobre cuerpos
sumergidos en cualquier
fluido.
Tensión superficial
Numerosas observaciones sugieren que la superficie de un líquido
actúa como una membrana estirada bajo tensión. Esta fuerza,
que actúa paralela a la superficie, proviene de las fuerzas
atractivas entre las moléculas. Este efecto se llama tensión
superficial . Se define a la fuerza como:
F=
L
Donde L es la longitud de la superficie a través de la cual actúa la
fuerza y es el coeficiente de tensión superficial, que depende
fuertemente de la temperatura y de la composición del líquido,
Algunos ejemplos

http://www-math.mit.edu/~dhu/Climberweb/climberweb.htm
Algunos valores
Sustancia
Mercurio
Agua (0º)
Coeficiente
0.44
0.076
Agua (20º)
0.072
Agua (100º)
0.059
Solución jabonosa (20º)
0.025
Capilaridad

El agua moja el recipiente de vidrio debido a que
sus moléculas son atraídas con mayor intensidad
por las moléculas de vidrio (fuerzas de adhesión)
que por las moléculas de agua (fuerzas de
cohesión) . El caso contrario ocurre con el
mercurio: las fuerzas de cohesión son mayores
que las de adhesión.
Capilaridad
 El ángulo que la tangente a la superficie del líquido
forma con la superficie sólida se llama ángulo de
contacto y depende tanto de las fuerzas de
cohesión como de las de adhesión. Se puede
demostrar que cuando el ángulo de contacto es
menor que 90º, el líquido moja el sólido. Si es
mayor que 90º el líquido no moja el sólido.