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Asdrúbal roa Ordoñez CC: 1082127208

El estudiante de manera individual deberá desarrollar las actividades de tipo conceptual que se proponen a continuación: 1: Convertir las siguientes temperaturas: a. 55°C a Fahrenheit y grados Kelvin. B. 200°F a °C y grados Rankine. Solución 55°𝑐 𝑎 °𝑓 𝑦 °𝑘 55°𝑐 𝑎 °𝑓 9 °𝑓 = 32 + 55 5 9 °𝑓 = 87 ∗ 5 131°𝐹

a)

55°𝑐 𝑎 °𝑓 𝐾 = °𝐶 + 273 𝐾 = 55 + 273 328°𝑘 b) 200°𝑓 𝑎 °𝑐 𝑦 °𝑅 200°𝑓 𝑎 °𝑐 5 °𝐶 = (𝑓 − 32) ∗ 9 5 °𝐶 = (200 − 32) ∗ 9 5 °𝐶 = (168) ∗ 9 93, 333°𝐶 𝑅 = °𝐹 + 460 𝑅 = 200 + 460 660°𝑅 2: Un cilindro hidráulico tiene un émbolo con un diámetro de 2,5 pulg. Por su diseño, se espera que el émbolo sea capaz de aplicar una fuerza de 13125 lb. Determine la presión que se requiere. Solución

𝐹 = 13125 𝑙𝑏 Ø = 2,5 pulg

𝑃=

𝐹 𝐴

2 𝐴 = 𝜋 ∗ 𝑑 ⁄4 𝐴 = 𝜋 ∗ (2,5𝑝𝑢𝑙𝑔)2 /4 𝐴 = 4,90 𝑝𝑢𝑙𝑔2

13125 𝑙𝑏 4,90𝑝𝑢𝑙𝑔2 𝑃 = 2678,57 𝑝𝑠𝑖 𝑃=

3: La densidad del magnesio (Mg) a condiciones normales (25°C y 101,325 kPa) es 1,738 kg/m3. Determinar el peso específico en lb/ft3 Solución 𝑃 = 1,738

𝑘𝑔⁄ 𝑚3

𝑇 = 25°𝐶 𝑃𝑒 = 𝑃 𝑃𝑒 = 𝑝. 𝑔 𝑘𝑔 𝑃𝑒 = 1,738 ⁄𝑚3 . 9,8 𝑚⁄𝑠 2 𝑃𝑒 = 17,0324 𝑁⁄𝑚3 17,032

𝑁

0,2248089 𝑙𝑏

𝑚

1𝑁

∗ 3

∗

1 𝑚3 35.3147ft3

= 0.1084lb/ft3

4: Un envase metálico contiene en su interior 230 ml de aceite. Si el aceite tiene una masa de 0,4 kg, determinar: a. La densidad, b. El peso específico, c. La gravedad específica Solución 𝑉 = 230 𝑚𝑙 = 0,00023𝑚3

𝑚 = 0,4𝑘𝑔 𝜌 =? 𝑃𝑒 =? 𝑠. 𝑔 =?

𝑚 𝑣 0,4𝑘𝑔 𝜌= 0.0023𝑚3 𝑘𝑔 𝜌 = 173,9 ⁄𝑚3 𝜌=

𝑃𝑒 = 𝜌 ∗ 𝑔 𝑘𝑔 𝑃𝑒 = 173,9 ⁄𝑚3 . 9,8 𝑚⁄𝑠 2 𝑃𝑒 = 1704,2 𝑁⁄𝑚3

𝑠𝑔 =

𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝜌ℎ2 𝑜

𝑘𝑔⁄ 𝑚3 𝑠𝑔 = 𝑘𝑔 1000 ⁄𝑚3 𝑠𝑔 = 0,1739 173,9

5: Una medición de viscosidad dinámica ha arrojado un valor de 0,724 cP, convertir este 𝑙𝑏∙𝑠

valor en Pa·s y 𝑓𝑡 2 Solución

0,724𝑐𝑝 − 𝑝𝑎𝑠 𝑦 0,724𝑐𝑝 ∗

𝑙𝑏. 𝑠 𝑓+2

10−3 𝑝𝑎𝑠 = 7,24 ∗ 10−4 𝑝𝑎𝑠 1 𝑐𝑝

𝑖𝑏. 𝑠 𝑙𝑏. 𝑠 𝑓 +2 7,24 ∗ 10−4 𝑝𝑎𝑠 ∗ = 1,51 ∗ 10−5 47.00 𝑝𝑎𝑠 𝑓+2 1

6: La viscosidad dinámica y la densidad del ácido palmítico a 80°C son 𝜇 = 5,97 𝑐𝑃, 𝜌 = 0,8470 𝑔/𝑐𝑚3 , respectivamente. Determinar: a. El valor de la viscosidad dinámica en Unidades inglesas (slug/ft·s), b. La viscosidad cinemática en unidades inglesas (ft2/s) Solución 𝑇: 80°𝐶 𝜇 = 5,97 𝑐𝑝 𝑔 𝑘𝑔 𝑝 = 0,8470 ⁄𝑐𝑚3 = 0,0847 ⁄𝑚3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑐𝑎 (𝑠𝑙𝑢𝑔⁄𝑓𝑡. 𝑠 ) 𝑐𝑖𝑛𝑒𝑚𝑎𝑡𝑖𝑐𝑎 (

𝑓𝑡 2⁄ 𝑠)

𝑠𝑙𝑢𝑔 1 10−3 𝑝𝑎. 𝑠 𝑓𝑡. 𝑠 𝜇 = 5,97𝑐𝑃 ∗ ∗ = 0,00012 𝑠𝑙𝑢𝑔/𝑓𝑡. 𝑠 1𝑐𝑃 47.9𝑃𝑎. 𝑠

𝑉=

𝜇 𝑝

1𝑘𝑔 100𝑐𝑚 3 𝑔 𝑘𝑔 0,8470 ⁄𝑐𝑚3 ∗ ∗( ) = 0,0847 ⁄𝑚3 1000𝑔 1𝑚 𝑘𝑔 5,97𝑐𝑃 10−3 𝑃𝑎. 𝑠 1 𝑚. 𝑠 2 𝑉= ∗ ∗ = 0.07 𝑚 ⁄𝑠 𝑘𝑔 1𝑐𝑃 1 𝑃𝑎. 𝑠 0,0847 ⁄𝑚3 2 1 𝑓𝑡 2 𝑚 𝐹𝑡 2⁄ ⁄ 𝑉 = 0.07 𝑠 ∗ (0,3048𝑚) = 0.23 𝑠

7: Si el ácido oleico se somete a un esfuerzo cortante, como se muestra en la figura. Determine el esfuerzo cortante que se ejerce por el movimiento de la placa. Nota: utilizar el valor de la viscosidad dado en el punto 6.

Santiago, A.Z., González-López, J., Granados-Manzo, A., Mota-Lugo, A. (2017). Mecánica de fluidos. Teoría con aplicaciones y modelado. México: Grupo Editorial Patria. Pp. 12 – 25, 36 – 70, 74 – 96. Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2538/lib/unadsp/reader.action?docID=5213536&query =propiedades+de+los+fluidos

2𝑐𝑚 ∗

1𝑚 = 0,02𝑚 100𝑐𝑚

µ = 5,97 𝑐𝑝 = 0,00597 𝑟 = µ.

𝑘𝑔⁄ 𝑚∗𝑠

𝑑𝑢 𝑣 =µ 𝑑𝑦 ℎ

𝑚 𝑘𝑔 2 3 𝑚⁄𝑠 𝑁 𝑘𝑔⁄ 𝑠 𝑟 = 0,00597 𝑚 ∗ 𝑠 (0,02𝑚) = 0,896 𝑚2 = 0,896 𝑚2 = 0,896 𝑃𝑎

8: Se utiliza un sistema hidráulico para levantar un automóvil que pesa 2200 kg, determine la fuerza que se debe aplicar en el émbolo de sección A1 = 27 cm2 para elevarlo con el émbolo de sección A2 = 900 cm2

𝑚 𝐹2 2200𝐾𝑔 . 9.81 ⁄𝑠 2 𝑃2 = = = 7993333,3 𝑁⁄𝑚2 𝐴2 0,0027 𝑚2 𝐹1 = 𝑃1 . 𝐴2 = 7993333,3 𝑁⁄𝑚2 . 0.0027𝑚2 = 215820 𝑁 La fuerza que se debe aplicar en el émbolo de sección 𝐹1 es de 215820 𝑁 Santiago, A.Z., González-López, J., Granados-Manzo, A., Mota-Lugo, A. (2017). Mecánica de fluidos. Teoría con aplicaciones y modelado. México: Grupo Editorial Patria. Pp. 12 – 25, 36 – 70, 74 – 96. Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2538/lib/unadsp/reader.action?docID=5213536&query =propiedades+de+los+fluidos

9: Determinar la presión manométrica y absoluta de los neumáticos de un automóvil si éstos están inflados a una presión promedio de 35 psig (por encima de la presión de requerida, 32 psig). 𝑃𝑎𝑑𝑠 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 + 𝑃𝑟𝑒𝑎𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 Sabiendo de la presión atmosférica es: 𝑃𝑎𝑡𝑚 = 101.325 𝑥 103 𝑃𝑎 La presión manométrica es la que registra el instrumento que es igual a: 𝑃𝑚𝑎𝑛 = 35𝑝𝑠𝑖𝑔 = 241,317𝑥 103 𝑃𝑎 Obteniendo estos resultados se puede calcular la Presión absoluta 𝑃𝑎𝑑𝑠 = 101.325 𝑥 103 𝑃𝑎 + 241,317𝑥 103 𝑃𝑎 = 342642 𝑃𝑎

10: Un buzo se sumerge en el mar hasta alcanzar una profundidad de 70 m. Determine la presión a la que está sometido si la densidad relativa del agua de mar es de 1.025 (Realice el diagrama). h=70m dmar =1.025kg/m3 g = 9,8 m/s

𝑃 =𝑑⋅ℎ⋅𝑔 𝑃 = 1.025kg/m3 ⋅ 70m ⋅ 9,8 m/s2 𝑃 = 703150𝑃𝑎 = 0,7𝑀𝑃𝑎

11: En una tubería de agua de enfriamiento a 8°C es común medir la diferencia de presión, como se muestra en la figura. Determine la diferencia de presión (PA – PB)

Santiago, A.Z., González-López, J., Granados-Manzo, A., Mota-Lugo, A. (2017). Mecánica de fluidos. Teoría con aplicaciones y modelado. México: Grupo Editorial Patria. Pp. 12 – 25, 36 – 70, 74 – 96. Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2538/lib/unadsp/reader.action?docID=5213536&query =propiedades+de+los+fluidos

12:¿Qué es lo que permite calcular la fuerza resultante de un tanque de gas? 13: ¿En qué parte de la superficie curva se encuentra la fuerza resultante. Nota: realice una representación y con base en ésta identifique cómo se calcula la fuerza resultante sobre una superficie curva. 14: Una esfera de aluminio de 5,2 kg tiene una masa aparente de 3.11 kg al sumergirse en un líquido particular. Calcular la densidad del líquido. 15: Un cubo de arista 25 cm se encuentra flotando en un líquido cuya densidad relativa es de 0,8020. Si la densidad relativa del cubo es de 0,7015, determine si el cubo es estable para la posición mostrada.