La Aplicación de la Hidrodinámica

EWRGWERTGWEHidrostática: estudia los líquidos en reposo y se fundamenta en leyes, características, viscosidad, tensión superficial. Se aplica en campos tan diversos como la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales y la oceanografía.

Hidrodinámica: estudia los líquidos en movimiento, se aplica en diseño de canales, puertos, presas y cascos de barco.

Determinar el concepto de peso específico, presión, densidad (aparato de medir), y volumen

Peso específico: de una sustancia se determina dividiendo su peso entre el volumen que ocupa.

Presión: indica la relación que hay entre una fuerza aplicada y el área sobre qué actúa en cualquier caso que exista presión, una fuerza estará actuando perpendicularmente sobre una superficie.

Densidad: es la masa contenida en la unidad de volumen, se mide con un densímetro, el cual, en uno de los extremos tiene cierta cantidad de plomo y en el otro tiene la escala con la que nos indica la densidad.

Volumen: volumen ocupado por un mol de cualquier gas en condiciones normales de presión y temperatura.

Determinar las características de los líquidos (viscosidad, tensión superficial, cohesión, adherencia y capilaridad)

Viscosidad: se puede definir como una medida de resistencia que opone un líquido al fluir.

Tensión superficial: este fenómeno se presenta debido a la atracción que hay entre las moléculas de un líquido, las cuales se atraen entre sí, en todas direcciones, por fuerzas iguales.

Cohesión: es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia.

Adherencia: es la fuerza de atracción que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia cuando se pone en contacto con otras sustancias, se adhiere a los cuerpos sólidos, en general, cuando se presenta el fenómeno de adherencia.

Capilaridad: se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos delgados, casi del diámetro de un cabello, llamado capilares, al introducir un tubo de diámetro muy pequeño en un recipiente.

Determina los Principios de Pascal, Torriccelli y Bernouly

Principio de Pascal: Toda presión que se ejerce sobre un líquido encerrado en un recipiente, se transmite con la misma intensidad a todos los puntos del líquido.

Principio de Torriccelli: La velocidad con la que sale un líquido por el orificio de un recipiente es igual a la que adquiere un cuerpo que se deja caer libremente desde la superficie libre de líquido hasta el nivel del orificio.

Principio de Bernoulli: En un líquido ideal, cuyo flujo es estacionario, la suma de las energías, cinética, potencial y de presión que tiene el líquido en un punto es igual a la suma de estas en otro punto.

Indica la definición de presión atmosférica, presión hidrostática, presión manométrica y absoluta

Presión atmosférica: la Tierra está rodeada de una capa de aire, llamada atmósfera, el aire es una mezcla de 20% oxígeno, 79% nitrógeno y 1% de gases raros, debido a su peso ejerce una presión sobre los cuerpos.

Presión hidrostática: todo líquido contenido en un recipiente, origina una presión sobre el fondo y las paredes del recipiente, esto se debe al peso y la fuerza de las moléculas.

Presión manométrica: es aquella que se genera cuando un líquido está en un recipiente y aparte se le genera calor.

Presión absoluta: es la suma de la presión atmosférica y manométrica.

Determina los tres casos que se presentan cuando un cuerpo está en contacto con un líquido

El calor puede transferirse de tres formas: por conducción, por convección y por radiación. La conducción es la transferencia de calor a través de un objeto sólido: es lo que hace que el asa de un atizador se caliente aunque sólo la punta esté en el fuego. La convección transfiere calor por el intercambio de moléculas frías y calientes: es la causa de que el agua de una tetera se caliente uniformemente aunque sólo su parte inferior esté en contacto con la llama. La radiación es la transferencia de calor por radiación electromagnética (generalmente infrarroja): es el principal mecanismo por el que un fuego calienta la habitación.

Determina el efecto que produce el tubo de Ventury y el uso del tubo de Pitot

Al pasar un líquido por un tubo de Ventura que tiene un estrechamiento en una de sus partes, en este estrechamiento aumenta la velocidad, pero disminuye la presión para calcular la velocidad del líquidoen ese punto.

El tubo de Pitot es un tubo con forma de “L” y al pasar una corriente sobre él, se puede determinar la velocidad a la que va.

Indicar las diferentes consideraciones que se hacen para estudiar a los líquidos

Gasto, flujo y ecuación de continuidad.

Definir lo que es gasto, flujo y ecuación de continuidad

Gasto: es la relación que hay entre el volumen de un líquido que fluye por un conducto y el tiempo que tarda en fluir, puede calcularse también si se considera la velocidad que lleva el líquido y se conoce el área de la sección transversal de la tubería.

Flujo: se define como la cantidad de masa de líquido que fluye a través de una tubería en un segundo. También se define como la densidad de un cuerpo, es la relación que existe entre la masa y el volumen.

Ecuación de continuidad: la cantidad de líquido que pasa por el punto 1, es la misma que pasa por el punto 2.

Resolución de problemas

Presión hidrostática

Calcular la masa y el peso de 15,000 litros de gasolina, la densidad de la gasolina es 700 kg/m3.

= m/v 15,000 l (1 m3/1000 l) = 15 m3

m= v p = mg

m= (700 kg/m3)15 m3 p = 10,500 kg (9.8 m/s2)

m = 10,500 kg p = 102,900 N

¿Cuál es la densidad de un aceite cuyo peso específico es 8,967 N/m3?

 = pe/g

 = 8,967 N/m3 / (9.8 m/s2)

 = 915 kg/m3

¿Cuál es el volumen en metros cúbicos de 3,000 N de aceite de olivo, cuyo peso específico es de 9,016 N/m3?

pe = /v

v =  /pe

v = 3,000 N / (9,016 N/m3)

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