propiedades basicas de los fluidos

1. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
ALEJANDRO OZAETA EIDELMAN
DOCENTE EAM

2. Definición De Fluido
• Un fluido es una sustancia que no puede
permanecer en reposo bajo la acción de
cualquier fuerza cortante

3. DENSIDAD
• La densidad es una medida de cuánto material se
encuentra comprimido en un espacio
determinado; es la cantidad de masa por unidad
de volumen.
• La densidad se denota con la letra griega rho (ρ):
𝜌𝜌 =
𝑚𝑚𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎
𝑉𝑉𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑚𝑚3
ó
𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑙𝑙
𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝3
ó
𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠
𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝3
𝜌𝜌𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻
= 1000
𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑚𝑚3
= 62.428
𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑙𝑙
𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝3
= 1.94
𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠
𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝3

4. • En líquidos las variaciones de temperatura y presión
afectan muy poco el valor de la densidad, a
diferencia de los gases en donde estos factores
influyen fuertemente.
• Medición de la densidad
La ASTM International (American Society
for Testing and Materials) ha publicado
varios métodos estándar de prueba para
medir la densidad, la cual se obtiene con
recipientes que miden volúmenes con
precisión, llamados picnómetros.

5. PESO ESPECIFICO
• se define como la cantidad de peso por unidad
de volumen de una sustancia.
• El peso específico se denota por la letra gamma
(γ):
• 𝛾𝛾 = 𝜌𝜌 ∗ 𝑔𝑔 =
𝑤𝑤
𝑉𝑉
𝑁𝑁
𝑚𝑚3 ó
𝑙𝑙 𝑙𝑙𝑙𝑙
𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝3
• Donde V es el volumen de una sustancia que
tiene peso w, también se puede expresar como la
densidad por la aceleración gravitacional
terrestre.

6. DENSIDAD RELATIVA Y GRAVEDAD
ESPECIFICA
• En algunas ocasiones es conveniente indicar el peso
específico o densidad de un fluido con respecto al peso
específico o densidad de un fluido común, denotando
esta relación como gravedad especifica o densidad
relativa.
• El agua tiene su mayor densidad a 4°C, por lo que la
gravedad específica se define de dos manera:
– La gravedad específica es la razón de la densidad de una
sustancia a la densidad del agua a 4°C.
– La gravedad específica es la razón del peso específico de
una sustancia al peso específico del agua a 4°C.
𝑆𝑆𝑆𝑆 =
𝛾𝛾
𝛾𝛾𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻
=
𝜌𝜌 ∗ 𝑔𝑔
𝜌𝜌𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 ∗ 𝑔𝑔
=
𝜌𝜌
𝜌𝜌𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻

7. Gravedad especifica de algunos
líquidos [1]
Líquido S.G. T[°C]
Agua dulce
Agua de mar
Petróleo bruto ligero
Petróleo bruto medio
Petróleo bruto pesado
Keroseno
Gasolina ordinaria
Aceite lubricante
Fuel-oil
Alcohol sin agua
Glicerina
Mercurio
1,00
1,02-1,03
0,86-0,88
0,88-0,90
0,92-0,93
0,79-0,82
0,70-0,75
0,89-0,92
0,89-0,94
0,79-0,80
1,26
13,6
4
4
15
15
15
15
15
15
15
15
0
0

8. Medición de la densidad relativa
• Densímetro o Hidrómetro:
Es un instrumento utilizado
para medir la gravedad
específica (o densidad
relativa) de líquidos, es
decir, la proporción de la
densidad del líquido a la
densidad del agua.

9. Compresibilidad
Se refiere al cambio de volumen (V) que
sufre una sustancia cuando se le ejerce un
cambio de presión. La cantidad que se
emplea para medir este fenómeno es el
modulo volumétrico (E):
• 𝐸𝐸 = −
𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑉𝑉⁄
𝑙𝑙 𝑙𝑙𝑙𝑙
𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 𝑝𝑝2 = 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ó
𝑁𝑁
𝑚𝑚2 = 𝑃𝑃𝑃𝑃
Donde dp es el cambio diferencial de
presión necesario para crear un cambio
diferencial de volumen dV, de un volumen V.
El signo negativo se debe a la reducción del
volumen al aumentar la presión. Al
disminuir el volumen aumenta la densidad
por lo que el módulo de elasticidad también
se puede expresar como:
• 𝐸𝐸 =
𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝑑𝑑 𝜌𝜌⁄

10. VISCOSIDAD
• Propiedad de los fluidos que representa la resistencia a fluir.
• En los líquidos, el pequeño rozamiento existente entre capas
adyacentes se denomina viscosidad. Es su pequeña magnitud la
que le confiere al fluido sus peculiares características; así, por
ejemplo, si arrastramos la superficie de un líquido con una
placa superior sólida, las capas inferiores no se moverán o lo
harán mucho más lentamente que la superficie ya que son
arrastradas por efecto de la pequeña resistencia tangencial,
mientras que las capas superiores fluyen con facilidad.

11. • El esfuerzo cortante aplicado en cada capa de un fluido es
proporcional a la razón de cambio de la velocidad de dicha capa con
respecto a la distancia entre la capa y la superficie estática.
𝜏𝜏 =
𝐹𝐹
𝐴𝐴
∝
𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝑑𝑑
𝜏𝜏 = 𝜇𝜇 ∗
𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝑑𝑑
• Donde τ es el esfuerzo cortante en cada capa.
•
𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝑑𝑑
es el gradiente de velocidad o razón de deformación de corte el
cual es constante
𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝑑𝑑
=
𝑢𝑢
ℎ
• μ es el coeficiente de viscosidad dinámica o absoluta.
Los fluidos cambian su viscosidad en función de la temperatura de la
siguiente manera:
– Para fluidos líquidos la viscosidad disminuye al aumentar la
temperatura
– Para fluidos gaseosos la viscosidad aumenta al aumentar la
temperatura

12. TENSION SUPERFICIAL
• La superficie del líquido se comporta
como una membrana en tensión.
• De acuerdo con la teoría de atracción
molecular, las moléculas de un
líquido que se encuentran
considerablemente debajo de la
superficie actúan una sobre otra por
medio de fuerzas que son iguales en
todas direcciones.
• Sin embargo las moléculas que se
encuentran cerca de la superficie
tienen una mayor atracción entre si,
que las presente entre las moléculas
inmediatamente debajo de ella, por
lo que en la superficie una molécula
es atraída hacia el volumen

13. • Esto produce una superficie de líquido que actúa como una
membrana estirada. Debido a este efecto de membrana,
cada porción de la superficie de líquido ejerce tensión
sobre porciones adyacentes o sobre objetos que estén en
contacto con la superficie del líquido.
• Esta tensión actúa en el plano de la superficie y su
magnitud por unidad de longitud se define como tensión
superficial.
• Considerándose un fuerza de tensión que actúa en el plano
de la superficie. La intensidad de la atracción molecular por
unidad de longitud a lo largo de cualquier línea de
superficie se denomina tensión superficial (σ). La tensión
superficial es una propiedad del líquido y depende de la
temperatura, así como del otro fluido en contacto.
𝜎𝜎 =
𝐹𝐹
𝐿𝐿

15. BIBLIOGRAFIA
• Mott, R. L. (2006). Mecánica de fluidos. México: Editorial PEARSON, 6ª
edición.
• Munson B.R. et al. (1999). Fundamentos de mecánica de fluidos. México:
Editorial Limusa. 2ª edición.
• Torres, J. P. Tension superficial. Mexico. Recuperado el 19 de abril de 2013
de http://www.astro.ugto.mx/~papaqui/ondasyfluidos/Tema_2.03-
Tension_Superficial.pdf
• Cardona. R. Fluidos, densidad y peso específico, Recuperado el 19 de abril
de 2013 de
http://neuro.qi.fcen.uba.ar/ricuti/No_me_salen/FLUIDOS/FT_densidad.ht
ml.
• Echeverri. G. (2003). Viscosidad y poiseuille. Recuperado el 19 de abril de
2013 de
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos
/visco_poiseuille/visco_poiseuille.html