Captulo 1: La naturaleza de los Captulo 1: La naturaleza de los fluidos y el estudio de su mecnica

Definicin de mecnica de fluidos

Es el estudio del comportamiento de losfluidos, ya sea que estn en reposo (estticade fluidos) o en movimiento (dinmica de

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de fluidos) o en movimiento (dinmica defluidos).

Los fluidos pueden ser lquidos o gases.

Conceptos fundamentales Presin: Es la cantidad de fuerza que se ejerce

sobre una unidad de rea de una sustancia, osobre una superficie.

Lquidos y gases:

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Lquidos y gases: Si un liquido se almacena en un contenedor,

tiende a adoptar la forma de este, cubre elfondo y las paredes laterales. La superficieen contacto con la atmosfera, mantiene unnivel uniforme, si el contenedor se inclina elliquido tiende a derramarse.

Conceptos fundamentales

Un gas a presin en un recipiente cerrado,tiende a expandirse y llenarlo por completo. Siel contenedor se abriera, el gas tendera aexpandirse aun ms y a escapar de el.

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Otra caracterstica importante Los gases se comprimen con facilidad. Los lquidos se comprimen muy poco

Conceptos fundamentales

Peso y masa: La masa es la propiedad que tiene un cuerpo

de fluido, es la medida de la inercia oresistencia a cambiar el movimiento de ste.Tambin es la medida de la cantidad de

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Tambin es la medida de la cantidad defluido.

El peso es la cantidad que pesa un cuerpo defluido, es decir; la fuerza con la que el fluidoes atrado hacia la Tierra por la accin de lagravedad.

Sistema Internacional de Unidades (SI) Un sistema de unidades especifica las

unidades de las cantidades fundamentalesde longitud, tiempo, fuerza y masa. Lasunidades de otros trminos se derivan deestas.

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estas. Las unidades de SI para las cantidades

bsicas son las siguientes:Longitud= metro (m)Tiempo = segundo (s)Masa = kilogramo (kg) o N*s2/mFuerza = newton (N) o kg*m/s2

Peso y masa

El peso es una fuerza y la masa es lacantidad una sustancia. Ambos trminosse relacionan por medio de la aplicacinde la ley de gravitacin de Newton.

F=ma

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F=ma

Hablar de peso w, implica que laaceleracin es igual a g, que es laaceleracin de la gravedad entonces;

w=mg

La masa expresada como lbm (libras-masa)

En este sistema, un objeto o cantidad de fluido que tenga un peso de 1 lb tiene una masa de 1 lbm. En ocasiones se designa la libra fuerza como lbf. Debe observarse la equivalencia numrica de las lbf y las

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la equivalencia numrica de las lbf y las lbm se aplica solo si el valor de g es igual al valor estndar.

Unidades consistentes

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Definicin de presin Es la cantidad de fuerza que se ejerce sobre

una unidad de rea de alguna sustancia.

Dos principios importantes acerca de la presin

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Dos principios importantes acerca de la presin(leyes de pascal): La presin acta de modo uniforme en todas las

direcciones de un volumen pequeo de fluido. En un fluido confinado por fronteras solidas, la

presin acta de manera perpendicular a la pared.

Definicin de presin

Primer principio: Segundo principio:

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Compresibilidad

Es el cambio de volumen (V) que sufre una sustancia cuando se le sujeta a un cambio de presin. La cantidad usual que se emplea para medir este fenmeno es el modulo volumtrico de elasticidad o

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modulo volumtrico de elasticidad o modulo volumtrico (E):

Densidad: es la cantidad de masa por unidad devolumen de una sustancia. Se denota por laletra griega (rho), se tiene:

Densidad y peso especifico

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Peso especifico: es la cantidad de peso porunidad de volumen de una sustancia. Se denotapor la letra griega (gamma)

Gravedad especfica

Se puede indicar, el peso especifico o la densidad de un fluido en trminos de su relacin con el peso especifico o la densidad de un fluido en comn, el fluido de referencia ser el agua pura a 4C. La gravedad especifica se define de dos maneras:

a) Es la razn de la densidad de una sustancia a la

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a) Es la razn de la densidad de una sustancia a ladensidad del agua a 4C.

b) Es la razn del peso especifico de una sustancia lapeso especifico del agua a 4C.

Relacin entre la densidad y el peso especifico.

La conversin de uno a otro se lleva a cabo por medio de la siguiente ecuacin:

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Tensin superficial

Acta como una pelcula en la interfazentre la superficie del agua liquida y el airesobre ella. Las molculas de agua pordebajo de la superficie se ven atradas porla otra y por aquellas que estn en la

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la otra y por aquellas que estn en lasuperficie.

Compresin de los gases

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Condiciones isotrmicas

Para temperatura constante la ecuacin anterior se convierte en:

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Condiciones adiabtica o isoentropicas

En condiciones donde no existeintercambio de calor las expresionesanteriores se convierten en:

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