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HIDRAULICA Es la parte de la física que estudia las leyes que rigen el comportamiento de los líquidos y particularmente el del agua. Hidrostática: Estudia las propiedades que tiene el agua cuando está en reposo. Hidrodinámica: Estudia las propiedades que tiene el agua cuando está en movimiento. FLUIDO Se define fluido como una sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de un esfuerzo de corte, por tanto, en ausencia de este, no habrá deformación. Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas moléculas sólo hay una fuerza de atracción débil. La propiedad definitoria es que los fluidos pueden cambiar de forma sin que aparezcan en su seno fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original" (lo cual constituye la principal diferencia con un sólido deformable, donde sí hay fuerzas restitutivas). PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Propiedades Extensivas: Son aquellas que dependen de la masa total del sistema. Ejemplo: Densidad, energía, etc… Propiedades Intensivas: Son aquellas que NO dependen de la masa total del sistema. Ejemplo: Temperatura, Presión, etc… NOTA: Las propiedades físicas extensivas pueden convertirse en intensivas si se divide entre la MASA, en este caso se le aumenta el término «específico». Por ejemplo: peso específico, volumen específico, densidad especifica, etc.

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS ESTABILIDAD Se dice que el flujo es estable cuando sus partículas siguen una trayectoria uniforme, es decir, nunca se cruzan entre si. La velocidad en cualquier punto se mantiene constante en el tiempo.

TURBULENCIA Debido a la rapidez en el que se desplaza las moléculas el fluido se vuelve turbulento. Un flujo irregular caracterizado por pequeñas regiones similares a torbellinos.

DENSIDAD Describe como están unidos los átomos que componen el fluido. Es decir, el grado de compactación que existe internamente. La densidad de una sustancia se define como el cociente de su masa entre el volumen que ocupa.

ρ=

M V

La unidad de medida en el S.I. de Unidades es kg/m 3, también se utiliza frecuentemente la unidad g/cm 3 VISCOSIDAD Es una propiedad de los fluidos que se refiere al grado de fricción interna. Se asocia con la resistencia que presentan dos capas adyacentes moviéndose dentro del fluido. Debido a la viscosidad parte de la energía cinética del fluido se convierte en energía interna. TENSION SUPERFICIAL Numerosas observaciones sugieren que la superficie actúa como una membrana estirada bajo tensión. Esta fuerza, que actúa paralela a la superficie, proviene de las fuerzas atractivas entre las moléculas. Se define a la fuerza como:

F  L Donde: L :es la longitud de la superficie : es el coeficiente de tensión superficial, que depende fuertemente de la temperatura y de la composición del líquido PESO ESPECÍFICO Este número está íntimamente ligado a la densidad de cualquier material y debido a su fácil manejo por sus unidades su uso es muy amplio dentro de la ingeniería.

   .g



 V

GRAVEDAD ESPECÍFICA Indica la densidad de un fluido respecto la densidad del agua a temperatura estándar. La gravedad específica es adimensional, no tiene unidades debido a que resulta del cociente entre dos unidades de igual magnitud.

s.g. 

ρsustancia s.g .   sustancia  agua ρagua

CAPILARIDAD Esta propiedad le permite a un fluido, avanzar a través de un canal delgado, siempre y cuando, las paredes de este canal estén lo suficientemente cerca. PRESION Se define presión como el cociente entre la componente normal de la fuerza sobre una superficie y el área de dicha superficie

P

F A

MOVIMIENTO NO ACOTADO DE LAS MOLECULAS

Son infinitamente deformables, los desplazamientos que un punto material o molécula puede alcanzar en el seno del fluido no están acotados (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. CROMPESIBILIDAD Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los líquidos son altamente incompresibles a diferencia de los gases que son altamente compresibles. Sin embargo, la compresibilidad no diferencia a los fluidos de los sólidos, ya que la compresibilidad de los sólidos es similar a la de los líquidos. DISTANCIA MOLECULAR GRANDE Esta 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. 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, volumen, y temperatura de los fluidos. AUSENCIA DE MEMORIA DE FORMA Es decir, toman la forma del recipiente que lo contenga, sin que existan fuerzas de recuperación elástica 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 propiedad es la que diferencia más claramente a fluidos (líquidos y gases) de sólidos deformables. Para el estudio de los fluidos es indispensable referirnos a la mecánica de fluidos que es la ciencia que estudia los movimientos de los fluidos y una rama de la mecánica de medios continuos. También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita.

TIPOS DE FLUIDOS

Tipos de Fluidos. Fluido newtoniano: Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva que muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su tasa de deformación es lineal y pasa por el origen. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposición al pegamento, la miel o los geles que son ejemplos de fluido no newtoniano. Un buen número de fluidos comunes se comportan como fluidos newtonianos bajo condiciones normales de presión y temperatura: el aire, el agua, la gasolina, el vino y algunos aceites minerales. Fluido no newtoniano: es aquél cuya viscosidad varía con la temperatura y presión, pero no con la variación de la velocidad. Estos fluidos se pueden caracterizar mejor mediante otras propiedades que tienen que ver con la relación entre el esfuerzo y los tensores de esfuerzos bajo diferentes condiciones de flujo, tales como condiciones de esfuerzo cortante oscilatorio.

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