• Author / Uploaded
• Giovanny Gonzales

Citation preview

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO

“CUESTIONARIO”

GONZALEZ DOMINGUEZ GIOVANNY 2014100656

GRUPO: 4CV04

ING. ALMAZAN ALFONSO JESUS

FECHA: 09/09/2019

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS FLUIDOS 1. ¿Cuáles son los estados de la materia y sus características más evidentes? Estado sólido: La materia en estado sólido presenta un cuerpo bien definido y con volumen. Forma propia y constante. Son más o menos resistentes a la fragmentación Tienen una cohesión elevada Tienden a recuperar elásticamente su forma original cuando se los somete a una fuerza. Estado líquido: una de sus características principales la materia líquida no tiene una forma determinada, propia, sino que asume la del recipiente en donde se encuentre. Presenta menor cohesión que los sólidos, pero mayor compresibilidad y suele presentar contracción en presencia del frío. Estado gaseoso: Sus partículas entonces están poco unidas, expandidas a lo largo del espacio circundante y presentan una fuerza de atracción muy leve entre sí. No tienen forma y volumen definidos. En este estado la materia presenta una bajísima densidad Presentan también una baja respuesta a la gravedad, lo que les permite flotar. Además, tienen cohesión casi nula y variable volumen, pero una gran capacidad para ser comprimidos. 2. ¿Qué estados de la materia se agrupan en la categoría de fluidos? Los fluidos se subdividen en líquidos y gases. 3. ¿Qué es un fluido? Un fluido es todo cuerpo que tiene la propiedad de fluir, y carece de rigidez y elasticidad, a cualquier fuerza tendente a alterar su forma y adoptando así la forma del recipiente que lo contiene.

4. ¿Qué es fluir? Mover un cuerpo líquido en una dirección determinada, normalmente la indicada por la gravedad. 5. ¿Qué es un flujo? El flujo es acción y efecto de fluir 6. ¿Cómo se define el esfuerzo y cuantos tipos hay? En mecánica llamamos esfuerzo a la fuerza que actúa por unidad de superficie (área), es decir, es el cociente entre la fuerza y la superficie en la que se aplica. Una clasificación de los esfuerzos puede ser la siguiente: Compresión. Se produce cuando aplicamos dos fuerzas de igual magnitud, misma dirección y sentidos opuestos sobre un cuerpo, de forma tal que éste tiende a acortarse, a disminuir su longitud. Tracción. Se produce cuando aplicamos dos fuerzas de igual magnitud, misma dirección y sentidos opuestos sobre un cuerpo, de forma tal que éste tiende a alargarse, a aumentar su longitud Flexión. Se produce cuando aplicamos una fuerza vertical sobre un cuerpo resistente horizontal de forma tal que el cuerpo tiende a doblarse, a curvarse. Cortadura. Se produce cuando aplicamos dos fuerzas perpendiculares al cuerpo de forma que las partículas de éste tienden a deslizarse y el objeto se corta. Pandeo. Se produce cuando aplicamos una fuerza sobre un objeto esbelto, delgado (muy largo en relación con su sección) y el cuerpo se arquea y flexiona. Torsión. Se produce cuando las fuerzas aplicadas tienden a hacer girar el objeto o a retorcerlo. 7. ¿Cuáles son los esfuerzos que existen en los fluidos? Esfuerzos normales. Tangenciales. Cortantes. Viscosidad

Elasticidad Comprensibilidad Cohesión Adhesión

8. ¿Cuál es la diferencia entre la deformación elástica y la fluencia o flujo? Que la deformación elástica, al efectuarse, el material que fue sometido dicha deformación es capaz de regresar a su forma original mientras que la fluencia o flujo es la determinación irrecuperable del material. 9. ¿Cuáles son las propiedades físicas de los fluidos relacionadas con la gravedad? DENSIDAD (r): Sus dimensiones físicas son y sus unidades en el S.I. son kg/m3

VOLUMEN ESPECÍFICO (Vs): Sus dimensiones físicas son y sus unidades en el S.I. son m3/kg PESO ESPECÍFICO (g): Cambia de lugar dependiendo de la magnitud de la aceleración de la gravedad sus dimensiones físicas son y sus unidades en el S.I. son N/m3 GRAVEDAD ESPECÍFICA (S): Es adimensional. 10. ¿Cuáles son las propiedades relacionadas con los esfuerzos cortantes? Viscosidad absoluta y viscosidad técnica. 11. ¿Cuáles son las fuerzas a nivel molecular que permiten explicar muchas propiedades de los fluidos? Son cohesión y adhesión. 12. ¿Qué fenómenos y propiedades están relacionadas con la presión, la temperatura y el cambio de fase? Presión: Algunas de estas propiedades son función de la naturaleza del soluto (color, sabor, densidad, viscosidad, conductividad eléctrica, etc.) Las propiedades coligativas no guardan ninguna relación con el tamaño ni con cualquier otra propiedad de los solutos. Las cuatro propiedades coligativas son: Descenso de la presión de vapor del disolvente Elevación ebulloscopia Descenso crioscópico Presión osmótica

Temperatura: Las propiedades mecánicas, eléctricas o magnéticas sufren importantes cambios cuando la temperatura varía, por lo que los efectos térmicos sobre estas propiedades deberán tenerse en cuenta siempre a la hora de dimensionar o seleccionar el material idóneo. En efecto, cuando un sólido recibe energía en forma de calor, el material absorbe calor, lo transmite y se expande. Estos tres fenómenos dependen respectivamente de tres propiedades características del material: la capacidad calorífica o su equivalente calor específico, de su conductividad térmica y de su coeficiente de dilatación. Cambio de fase: Fenómenos físicos Son aquéllos que no alteran la composición íntima de la materia o que lo hacen de un modo aparente y transitorio. Fenómenos químicos: Ocurren cuando el cambio modifica la naturaleza íntima de la materia; después del cambio se tienen sustancias diferentes con propiedades distintas, por ejemplo: combustión, corrosión 13. ¿Cómo se define el peso específico, cuál es su ecuación y cuales sus unidades en los principales sistemas? El peso específico absoluto (γ) de un cuerpo se define como la relación entre su peso (p) y el volumen(v) que ocupa, es decir, es el peso de la unidad de volumen:

Sus unidades son: N/ m3 en el S.I. Kg/m3 en el M.K.S Técnico Lb/ft3 en el Ingles Técnico

14. ¿Cómo se define la densidad, cuál es su ecuación, y cuales sus unidades en los principales sistemas? También se le conoce como masa especifica o densidad absoluta o masa volumétrica (p) de un cuerpo se define como la relación de la masa (m) de un cuerpo entre su volumen (v) que ocupa. En el S.I la densidad se mide en kg/ m3 En el M.K.S técnico = UTM/m3 En el Ingles Técnico = Slug/Ft3

15. ¿Cómo se define la densidad relativa, cuál es su ecuación, y cuales sus unidades en los principales sistemas? Se define como el cociente del peso específico del fluido entre el peso específico del agua a 4°C. Densidad relativa=Peso específico del fluido/Peso específico del agua a 4°C Agua a 4°C= 1000 Kg/m3 La densidad relativa es adimensional.

16. Escribe la ecuación que relaciona a la densidad y al peso específico

𝒘 𝒎 =  𝒈  =   𝒈 𝒗 𝒗

17. ¿Qué es la viscosidad? La viscosidad corresponde con el concepto informal de "espesor". La viscosidad expresa la resistencia del líquido a dejarse cortar o separar. La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a las deformaciones graduales producidas por tensiones cortantes o tensiones de tracción. 18. ¿De qué depende la viscosidad? En un líquido las moléculas tienen una movilidad limitada con fuerzas cohesivas grandes. Un aumento de la temperatura disminuye la cohesión entre moléculas (se apartan más) y decrece la viscosidad o “pegajosidad” del fluido 19. ¿Cuál es la cohesión? Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una misma sustancia. 20. ¿Cómo se clasifica a los fluidos con base en la viscosidad? De acuerdo a su viscosidad y a su esfuerzo cortante: Viscosos o Reales o Aquellos que tienen viscosidad y por lo tanto presentan perdidas de energía cuando fluyen. No viscosos o Ideales o Aquellos que carecen de viscosidad y por lo tanto no presentar perdidas de energía. Evidentemente el caso ideal no existe en la naturaleza y es solo un modelo teórico que en la actualidad tiene el valor pedagógico y permite solucionar algunos problemas de manera aproximada. 21. ¿Cuáles son los tipos de flujos que se presentan en un fluido real? Descríbelos Flujo turbulento: en este tipo de flujos las partículas de fluidos se mueven en trayectorias muy irregulares sin seguir un orden establecido ocasionando la trasferencia de energía de una porción de energía a otra. Flujo laminar: se caracteriza por que el movimiento de las partículas fluye siguiendo las partículas del fluido se producen siguiendo trayectorias bastantes regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresión de que se tratara de láminas o capas más o menos paralelas.

22. ¿Cuál es el perfil de velocidades? Muestra la variación de velocidad en función de las distancias, a partir de la línea en que esta variación es máxima en las magnitudes cuyo valor es distinto en los distintos puntos de una región del espacio. 23. ¿Qué es el gradiente de velocidades y como se representa? Un elemento de fluido en un flujo puede sufrir: traslación, rotación, cambio de forma lineal y angular. En un flujo donde el vector velocidad es igual en todos los puntos (flujo uniforme) sólo existe traslación del elemento. Pero en un flujo no uniforme existe además rotación y cambio de forma lineal y angular. A esto se le llama gradiente de velocidad. Entonces, el tensor de gradiente de velocidad (D o Dij) queda definido 24. ¿Qué plantea la ley de newton de la viscosidad? Se ha encontrado que para el flujo laminar el esfuerzo cortante (T, Tao) es proporcional al gradiente de velocidad, según una constante de proporcionalidad llamada viscosidad, viscosidad dinámica o simplemente viscosidad. M(mu), es decir:

25. ¿Cuál es el rango de aplicación de la ley de newton de la viscosidad? Ingeniería Química, Hidráulica, física, petrolera, entre otra que se trabaje con líquidos. 26. A partir de la ley de newton de la viscosidad menciona la principal diferencia entre la fricción de los sólidos y la viscosa. Algunos líquidos, literalmente fluyen al igual que la maleza, mientras que otros fluyen con facilidad, la resistencia a fluir se conoce con el nombre de viscosidad. Entre mayor es la viscosidad, el líquido fluye más lentamente. En el caso de los sólidos no existe viscosidad como tal, por lo tanto, se dice que sus partículas están en estado de reposo y no tienen algún movimiento alguno.

27. ¿Por qué no sé manifiesta la viscosidad en los fluidos en reposo? Cuando una masa liquida se encuentra en reposo no hay manifestación de viscosidad, podemos decir que en estas circunstancias la viscosidad vale cero. 28. ¿Qué valor de esfuerzo cortante se requiere para que ocurra el flujo? Cualquier esfuerzo cortante causara un flujo. 29. ¿En qué casos el gradiente de velocidad vale cero? a. Cuando el gradiente de velocidades es igual a cero sin importar la magnitud de Mu, es decir, el esfuerzo cortante en los fluidos viscosos que estén en reposo será 0. b. Cuando el perfil de velocidad es uniforme, es decir, que la velocidad es constante en toda la sección, esto sucede de manera aproximada en el flujo turbulento, por lo que en este caso el efecto viscoso puede despreciarse. 30. ¿Cómo es el esfuerzo cortante en la relación a la velocidad y al espesor de la capa de fluido? Se limita al flujo laminar de los fluidos Newtonianos, es decir que cumplen esta relación lineal entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidades. Por lo tanto, la Ley de Newton de la viscosidad no tiene carácter universal de las leyes del Movimiento o de Gravitación. 31. ¿Qué es un fluido “No newtoniano”? Es aquel fluido cuya viscosidad varia con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante. Como la viscosidad no es suficiente para definir a estos tipos de fluidos, es necesarios clasificarlos de acuerdo a sus propiedades.

32. ¿Cuál es la diferencia entre los fluidos y los plásticos? Los fluidos no newtonianos no cumplen con la Ley de Viscosidad de Newton. Se clasifican en independientes del tiempo y dependientes del tiempo. INDEPENDIENTES DEL TIEMPO El esfuerzo cortante solo depende de la velocidad de deformación. DEPENDIENTES DEL TIEMPO La viscosidad depende también del tiempo durante el cual el fluido es sometido a esfuerzo. 33. ¿Cuáles son las dimensiones de la viscosidad? [M]=[F][L]-2[T] en el Sistema Técnico. [M]=[M][L]-1[T] -1 en el Sistema Internacional.

34. ¿Qué diferencia hay entre la viscosidad y la viscosidad dinámica? La viscosidad se manifiesta en líquidos y gases en movimiento. Se ha definido la viscosidad como la relación existente del esfuerzo cortante entre el gradiente de velocidad. La viscosidad dinámica, también llamada viscosidad absoluta, es la resistencia interna entre las moléculas de un fluido en movimiento y determina las fuerzas que lo mueven y deforman.

35. ¿Cuáles son las unidades de la viscosidad en el S.I? M=[T/(dv/dy)]

M= [(N/m2) (s)]

M= [Pa/(m)(s-1) (m-1)]

M={(Kg) [(m/s2) (1/m2)] (s)}

M= [(Pa)(s)]

M= [Kg/(m)(s)].

36. ¿Qué es un poise y a que equivale? El Poise es la unidad de viscosidad dinámica del Sistema Cegesimal de Unidades 1 poise (P) = [gr/(cm·s)] = 0.1 Pa·s 37. ¿Cómo varia la viscosidad con la temperatura en líquidos y gases? En un líquido, la viscosidad disminuye cuando aumenta la temperatura, pero en un gas, la viscosidad aumenta cuando aumenta la temperatura. 38. ¿Por qué la viscosidad varia de diferente forma en líquidos y gases cuando la temperatura cambia? En un líquido, la viscosidad disminuye cuando aumenta la temperatura, pero en un gas, la viscosidad aumenta cuando aumenta la temperatura. La resistencia de un fluido al corte depende de dos factores importantes: Las fuerzas de cohesión entre las moléculas La rapidez de transferencia de cantidad de movimiento molecular 39. ¿Qué es la viscosidad cinemática y escribe su ecuación? La viscosidad cinemática relaciona la viscosidad dinámica entre la densidad del líquido. Teniendo el valor de la viscosidad dinámica se puede calcular la viscosidad cinemática de un fluido con la siguiente fórmula:

40. ¿Cuáles son las dimensiones de la viscosidad cinemática? [V]=[L]2[T]-1 Por lo tanto

41. ¿Qué es la elasticidad volumétrica? Es la capacidad de recuperar su volumen después de que ha sufrido un cambio de presión. 42. ¿Qué es la compresibilidad? En contra partida con la elasticidad, la comprensibilidad es la capacidad de los fluidos de cambiar su volumen con un cambio de presión. 43. ¿Cuál es la expresión matemática de la comprensibilidad? 𝑲= −

𝜟𝝆 ∆𝑽⁄ 𝑽

∆𝝆

= −𝑽 ∆𝑽

v= Volumen. K= Comprensibilidad. ρ= Presión. 44. ¿Cuáles son las unidades del módulo de elasticidad volumétrica? El módulo de elasticidad tiene la dimensiones y unidades de presión [F][L]-2 en el sistema técnico [M][L]-1[T]-2 en el sistema internacional. Las unidades son: Kg/m2 en el M.K.S Técnico N/m2 en el M.K.S absoluto

45. ¿En qué condiciones incomprensibles?

se

considera

a

los

gases

como

Cuando los cambios de presión no son grandes, lo cual ocurre en gases moviéndose a bajas velocidades y con temperatura constante, podemos considerar a los gases como incomprensibles. 46. ¿Qué es la adhesión? Son las fuerzas de atracción entre moléculas de diferentes materiales, las fuerzas de la adhesión son de origen eléctrico. 47. ¿Qué es la tensión superficial y a que se debe? La tensión superficial se define como la fuerza en la superficie del líquido, en dirección normal a una línea de longitud unitaria trazado en esa superficie. Y se debe a la superficie libre de un líquido en contacto con la atmosfera se comporta como si fuera una membrana elástica de pequeña resistencia, esto se debe a la cohesión de las moléculas. 48. ¿Cuáles son las dimensiones de la tensión superficial? Las dimensiones físicas de la tensión superficial son en el S.I Y sus unidades son N/m en el M.K.S Absoluto [T]=[F][L]-1 en el S.T Y sus unidades son Kg/m en el M.K.S Técnico

49. ¿Qué es la capilaridad y a que se debe? Es el efecto de ascensión o descenso de la superficie libre de pequeño diámetro (tubo capilar). 50. ¿Qué es la evaporación? La evaporación es un proceso de transición de fase que experimenta una sustancia a partir de un estado líquido a un estado de vapor o gas. La evaporación es el inverso de condensación (transición de gas a líquido).

51. ¿Qué es la condensación? La condensación es el cambio del estado físico de una sustancia del estado gaseoso al líquido. La condensación puede observarse como parte de la precipitación dentro del ciclo del agua donde el vapor de agua se va acumulando en las nubes creando una densidad que hace que el vapor se transforme en agua y luego caiga como lluvia. 52. ¿Cuándo se dice que el espacio sobre un líquido está saturado? En un recipiente cerrado las moléculas que se evaporan contribuyen a aumentar la presión en la superficie con lo cual aumentara el número de moléculas gaseosas que se reincorporan a la masa liquida, cuando se presenta la combinación de presión y temperatura en la cual el número de moléculas que se evapora iguala al de las que se condensa se dice que alcanza el punto de saturación, porque el vapor está saturado. También se dice que se encuentra en un equilibrio cinético 53. ¿Qué es la presión de vapor y de que depende? La presión de vapor es la correspondiente a la presión que hay cuando se dice que el espacio sobre un líquido está saturado. Y depende de la naturaleza del líquido y de la temperatura. 54. ¿Qué es la ebullición? Es la formación de burbujas de vapor en el interior de la masa liquida por aumento de temperatura, disminución de la presión o una mezcla de ambas condiciones. El punto de ebullición es la temperatura en la cual, para una presión dada se presenta la evaporación. A temperaturas inferiores el punto de ebullición la evaporación tiene lugar únicamente en la superficie del líquido. En contraste durante la ebullición también se forma vapor en el interior del líquido, que sale a la superficie en forma de burbujas. 55. ¿Qué es la cavitación? Dentro de un flujo la presión puede disminuir por aumento de velocidad o posición o por una combinación de ambos factores. Si la presión disminuye lo suficiente y llega a ser igual o menor a la presión de vapor, en ese flujo de sitio en forma de burbujas de vapor conocidas como cavidades.

La formación de burbujas de vapor o cavidades por efecto de la disminución de la presión dentro de un flujo de le llama cavitación.

BIBLIOGRAFIA https://previa.uclm.es/area/ing_rural/Hidraulica/Temas/Tema1.PDF https://www.caracteristicas.co/estados-de-la-materia/#ixzz5PLeGG71r https://conceptodefinicion.de/ https://www.significados.com/flujo/ http://fcm.ens.uabc.mx/~fisica/FISICA_II/APUNTES/PROPIEDADES_FLUIDOS.ht m http://www.ugr.es/~pittau/FISBIO/t4.pdf https://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm11/trb11_2.html https://previa.uclm.es/area/ing_rural/Trans_hidr/Tema1.PDF http://oa.upm.es/6934/1/amd-apuntes-fluidos.pdf https://previa.uclm.es/area/ing_rural/Trans_hidr/Tema1.PDF https://marcanord.files.wordpress.com/2013/01/viscosidad-rdmc.pdf http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operacionesbasicas/contenidos1/tema3/pagina_05.htm https://cienciaencomun.wordpress.com/2015/09/29/diferencias-fluidos/ https://www.significados.com/viscosidad-dinamica-y-cinematica/ https://es.scribd.com/document/366413825/Modulo-de-Elasticidad-Volumetrica-1 https://www.significados.com/viscosidad-dinamica-y-cinematica/ https://es.wikipedia.org/wiki/Compresibilidad https://definicion.de/adhesion/ https://www.tplaboratorioquimico.com/laboratorio-quimico/procedimientos-basicosde-laboratorio/evaporacion.html