Conceptos

Los fluidos son sustancias capaces de fluir y que se adaptan a la forma de los recipientes que los contienen. Cuando están en equilibro, los fluidos no pueden soportar las fuerzas tangenciales o cortantes. Todos los fluidos son compresibles en cierto grado y ofrecen poca resistencia a los cambios de forma. De esta manera, los fluidos ejercen fuerzas sobre las paredes de los recipientes donde están contenidos. A esta fuerza que se aplica sobre áreas definidas originan una presión que permite al fluido moverse.

Las diferencias esenciales entre líquidos y gases son: los líquidos son prácticamente incompresibles y los gases son compresibles, por lo que en muchas ocasiones hay que tratarlos como tales y por otro lado los líquidos ocupan un volumen definido y tienen superficies libres mientras que una masa de gas se expande hasta ocupar todas las partes del recipiente.

Cada fluido posee ciertas características por medio de las cuales se puede describir su condición física. A tales características se les denomina propiedades de los fluidos, las cuales se expresan en términos de un número limitado de dimensiones básicas (longitud, masa o fuerza, tiempo y temperatura), y estas a su vez se cuantifican en unidades básicas.

El sistema tradicional de unidades en Estados Unidos ha sido el sistema pie-libra-segundo. Sin embargo, ya que todas las sociedades de ingeniería tratando de usar del Sistema Internacional (SI) se utilizan las unidades de metro-kilogramo-segundo, o MKS. Hay que emplear ambas unidades por lo que es necesario utilizar el sistema de conversión de unidades.

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

Densidad. La masa por unidad de volumen es la densidad, de ahí que tenga las unidades de kilogramo por metro cúbico. La densidad se representa por el símbolo griego ρ (rho)

Peso específico. La fuerza gravitacional por unidad de volumen de fluido o simplemente el peso por unidad de volumen se denomina peso específico y se representa por el símbolo γ (gamma). En los líquidos puede considerarse constante para las variaciones ordinarias de la presión.

Densidad relativa. La densidad relativa de un cuerpo es un número adimensional que viene dado por la relación del peso específico de la sustancia al peso específico de una sustancia que se toma como referencia, usualmente el peso específico del agua.

Calor específico. La propiedad que describe la capacidad de una sustancia para almacenar energía térmica se denomina calor específico. Por definición, calor específico es la cantidad de calor que debe transferirse a una unidad de masa de sustancia para aumentar su temperatura en un grado. El calor específico de los gases depende del proceso que acompaña al cambio de temperatura. Si el volumen específico (ν=1/ρ) permanece constante mientras que la temperatura cambia, el calor específico se identifica como Cv; sin embargo, si la presión se mantiene constante durante el cambio de estado, entonces el calor específico se identifica como Cp.

Viscosidad. La viscosidad de un fluido es aquella propiedad que determina la cantidad de resistencia opuesta a las fuerzas cortantes, se debe a las interacciones entre las moléculas del fluido. La viscosidad absoluta o dinámica en la cual interviene la dimensión de la fuerza tiene como unidades [kg-s/m2]. La viscosidad cinemática, así llamada porque la dimensión fuerza no interviene en la combinación (μ/ρ). El símbolo utilizando para identificar la viscosidad cinemática es ν (nu).

Presión de vapor. Para cada líquido, la actividad molecular interna es tal que las moléculas escapan de la superficie hasta que la presión dentro del espacio contiguo a la superficie alcanza tal valor que el cambio neto de moléculas entre líquido y el vapor es cero. Esta presión se denomina presión de vapor saturada o simplemente presión de vapor. Ya que la actividad molecular depende de la temperatura, la presión de vapor a su vez es una función de la temperatura del líquido, por tanto puede llegarse a la ebullición ya sea por un incremento de temperatura o por una reducción en la presión.

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