FLUIDOS Flashcards
1.-FLUIDOS EN REPOSO
–Los fluidos en reposo son aquellos en los que no existen fuerzas que alteren su movimiento o posición.
–En este estado, las partículas del fluido se mueven de manera aleatoria y no existe ningún tipo de flujo.
–Podemos medir la presión y la densidad del fluido, lo que nos permitirá entender cómo éste se comportará cuando se le aplique una fuerza
FR PRESIÓN ATMOSFERICA
–La presión atmosférica o presión barométrica es la fuerza que ejerce la columna de aire de la atmósfera sobre la superficie terrestre en un punto determinado
–Esta fuerza es inversamente proporcional a la altitud. Cuando mayor es la altitud, menor en la presión atmosférica, y cuando menor es la altitud, mayor es la presión atmosférica
–La mayor presión atmosférica es la que se produce al nivel del mar. Por ende, esta medida se toma como referencia de la presión atmosférica normal
–El instrumento para medir la presión atmosférica se conoce como barómetro
–La fórmula para calcular la presión atmosférica o barométrica se rige por los principios de la ecuación fundamental hidrostática:
Pa=ρ.g.h
Pa es igual a la presión ejercida en un punto del fluido.
ρ es igual a la densidad del fluido.
g es igual a la aceleración de gravedad.
h es igual a la profundidad
FR PRINCIPIO DE PASCAL
–establece que la presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido
La fórmula matemática que representa el principio de Pascal es:
p=p0+ρgh
p es la presión total a la profundidad h (medida en Pascales).
p0 es la presión sobre la superficie libre del fluido.
ρ es la densidad del fluido.
g es la aceleración de la gravedad
FR PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
–formulado por el matemático e inventor griego Arquímedes, establece que cualquier cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo es actuado por una fuerza ascendente o flotante de magnitud igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo
–Esta fuerza se conoce como empuje hidrostático o de Arquímedes
–La fórmula matemática que representa el principio de Arquímedes es:
F=ρ⋅g⋅V
Donde:
F es la fuerza de empuje (medida en Newtons).
ρ es la densidad del fluido.
g es la aceleración debido a la gravedad.
V es el volumen del fluido desplazado
FR PRESIÓN HIDROSTÁTICA
–La presión hidrostática, también conocida como presión de fluido en reposo, se refiere a la presión ejercida por un fluido en reposo debido a la columna de ese fluido que se encuentra por encima de un punto específico en el mismo
—En otras palabras, cuando un fluido incompresible, como un líquido, está en reposo, ejerce una fuerza hacia abajo sobre cualquier objeto sumergido en él
–La fórmula para calcular la presión hidrostática es:
P=ρ⋅g⋅h
P es la presión hidrostática en el punto dado (en pascales, Pa).
ρ es la densidad del fluido (en kilogramos por metro cúbico, kg/m³).
g es la aceleración debida a la gravedad (aproximadamente 9.81 m/s² en la superficie de la Tierra).
h es la altura de la columna de fluido por encima del punto de interés (en metros, m)
FR TENSIÓN SUPERFICIAL
–tensión superficial es una propiedad física de los líquidos que se refiere a la fuerza que actúa en la superficie del líquido y que tiende a disminuir el área superficial al mínimo posible
–Esta propiedad es el resultado de las fuerzas de cohesión entre las moléculas del fluido
–La fórmula para calcular la tensión superficial es:
T=LF
T representa la tensión superficial del líquido.
F es la fuerza que actúa en la superficie del líquido.
L es el perímetro de la superficie líquida
CAPILARIDAD
capilaridad es una propiedad de los líquidos que les permite desplazarse por orificios tubulares o superficies porosas aun en contra de la fuerza de gravedad.
Para ello, debe haber un equilibrio y coordinación de dos fuerzas relacionadas con las moléculas del líquido: cohesión y adhesión; teniendo estas dos un reflejo físico llamado tensión superficial.
La capilaridad es un mecanismo importante para el ascenso de la savia por la xilema de las plantas
2.-FLUIDOS EN MOVIMIENTO
–El estudio de los fluidos en movimiento se conoce como hidrodinámica.
–Un fluido en movimiento es aquel que cambia su posición en el espacio con respecto al tiempo
1.-Volumen de un líquido que fluye en un tubo
2.-Gasto
3.-Flujo
1.-Volumen de un líquido que fluye en un tubo
Cuando abrimos la llave del agua para llenar una jarra, lo que nos interesa saber es ¿Cuánto tiempo tenemos que esperar para llenar nuestra jarra? Para determinar el tiempo que tenemos que esperar, podemos usar la fórmula del volumen del líquido que fluye en un tubo, la cual establece que el volumen que fluye es igual al área de salida, por la velocidad de salida del líquido, por el tiempo durante el cual fluya
La ecuación es:
Q=A⋅v
donde:
Q es el caudal (volumen por unidad de tiempo, como metros cúbicos por segundo),
A es el área de la sección transversal del tubo (en metros cuadrados),
v es la velocidad del fluido (en metros por segundo)
–Si conoces el área de la sección transversal del tubo y la velocidad del líquido, puedes calcular el volumen del líquido que fluye a través del tubo por unidad de tiempo. Si quieres calcular el volumen total que fluye durante un período de tiempo específico, puedes multiplicar el caudal por ese período de tiempo.
2.-Gasto
–se refiere a la cantidad de fluido que pasa a través de una sección transversal en una unidad de tiempo
1.-Gasto en términos de volumen y tiempo: Cuando un líquido fluye a través de una tubería, hay una relación entre el volumen del líquido y el tiempo que tarda en fluir. La fórmula para calcular el gasto en este caso es:
G=V/t
donde:
G es el gasto en metros cúbicos por segundo (m3/s),
V es el volumen del líquido que fluye en metros cúbicos (m3),
t es el tiempo que tarda en fluir el líquido en segundos (s)2
2.-Gasto en términos de área y velocidad: Existe otra fórmula que relaciona la magnitud de la velocidad del líquido y el área de la sección transversal de la tubería. La fórmula para calcular el gasto en este caso es:
G=A⋅v
donde:
-G es el gasto en metros cúbicos por segundo (m3/s),
-A es el área de la sección transversal de la tubería en metros cuadrados (m2),
-v es la magnitud de la velocidad del líquido en metros por segundo (m/s)
3.-Flujo
Cuando estudiamos el fluir de diferentes líquidos, también nos interesa saber la cantidad de materia que fluye. A esta variable se le conoce como flujo.
El flujo de un líquido es la relación entre la masa del líquido que fluye en una unidad de tiempo
F=m/t
donde:
F es el flujo en kg/s,
m es la masa del líquido en unidades de kg (kilogramos),
t es el tiempo que tarda en fluir en segundos (s)
FM ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
–La ecuación de continuidad es un principio fundamental en la física de fluidos que se deriva de la ley de conservación de la masa.
–Esta ecuación establece que, para un fluido incompresible en flujo estacionario, el producto del área de la sección transversal (A) y la velocidad del fluido (v) es constante a lo largo de la trayectoria del fluido
La ecuación de continuidad se puede expresar matemáticamente como:
A1⋅v1=A2⋅v2
donde:
A1 y A2 son las áreas de las secciones transversales en dos puntos diferentes en la trayectoria del fluido,
v1 y v2 son las velocidades del fluido en esos mismos dos puntos.
Esta ecuación nos dice que, si el área de la sección transversal de la trayectoria del fluido disminuye, la velocidad del fluido debe aumentar para mantener constante el producto A⋅v. Esto es comúnmente observado cuando un río se estrecha en un punto, el agua fluye más rápido en esa sección estrecha
FM ECUACIÓN DE BERNOULLI
–La ecuación de Bernoulli es un principio fundamental en la física de fluidos que se deriva de la ley de conservación de la energía.
–Esta ecuación describe la relación entre la presión, la velocidad y la altura (o profundidad) en un fluido en movimiento
La ecuación de Bernoulli se puede expresar matemáticamente como:
P+((1/2) *ρv^2) +ρgh=constante
–P es la presión del fluido,
–ρ es la densidad del fluido,
–v es la velocidad del fluido,
–g es la aceleración debido a la gravedad,
–h es la altura o profundidad en el campo
gravitatorio.
–Esta ecuación nos dice que, en un fluido en movimiento, la suma de la presión, la energía cinética por unidad de volumen y la energía potencial por unidad de volumen es constante a lo largo de la línea de flujo.
–Esto significa que, si la velocidad de un fluido aumenta, la presión disminuye, y viceversa
FM VISCOCIDAD
–es una propiedad física que describe la resistencia que ofrece un fluido al flujo
–En términos más técnicos, la viscosidad dinámica (o simplemente viscosidad) se define como la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación de un fluido
–La viscosidad se mide en unidades como el Pascales segundo (Pa·s) o el centipoise (cP), y se puede determinar mediante diferentes técnicas, como la viscosimetría capilar o la rotación de un cilindro en un baño de fluido
–La viscosidad depende de diversos factores como la temperatura, la presión y del tipo de fluido y su composición molecular.
–En general, la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura o la presión
Viscosidad absoluta o dinámica
mide la resistencia de un fluido a un esfuerzo cortante aplicado.
