Con esto safe de lo lindo...espero q sirva
NOCIONES DE MECANICA DE FLUIDOS
FLUIDO. Sustancia que puede fluir.
DENSIDAD.
Una propiedad de cualquier sustancia es su densidad. La densidad de cualquier material se define como la cantidad de masa m contenida en cada unidad de volumen V. Como la distribución de masa puede variar si se considera el volumen completo de sustancia, se debe definir en forma microscópica la densidad
en cada punto del cuerpo en forma diferencial, esto es:
densidad = dm/dV
La densidad es una magnitud física escalar, su unidad de medida en el SI es kg/m3. La densidad cambia con la temperatura ya que el volumen depende de la temperatura, por lo que se dan valores bajo condiciones de presión y temperaturas dadas. Si un cuerpo tiene la misma densidad en todo el volumen, es decir es constante, se dice que es homogéneo, en caso contrario es heterogéneo, en este caso el cuerpo tiene una distribución de masa variable dentro del volumen. La densidad de los líquidos (y sólidos) es del orden de 1000 veces la de los gases. En la tabla siguiente se dan los valores de la densidad de algunas sustancias comunes.
MATERIAL ; DENSIDAD (kg/m3)
Hidrógeno ; 0.09
Aire ; 1.28
Madera de pino ; 500
Petróleo ; 800
Hielo ; 917
Agua ; 1000
Aluminio ; 2700
Hierro ; 7860
Cobre ; 8900
Plomo ; 11340
Mercurio ; 13500
Oro ; 19300
Platino ; 21400
La densidad de los fluidos depende de la temperatura y de la presión.Baste decir ahora que la densidad depende del inverso de la temperatura. La variación de densidad con la temperatura en los gases da lugar al fenómeno de convección, muy importante para el transporte de calor en un fluido. Por ejemplo, la convección en la atmósfera produce el movimiento vertical ascendente del aire, lo que origina disminución de presión en superficie, expansión de la masa de aire, enfriamiento por la expansión y el ascenso, condensación por efecto del enfriamiento, formación de nubes debido a la condensación y de precipitación.
PRESION.
Es una fuerza ejercida sobre un objeto, es SIEMPRE perpendicular a la superficie, entonces la presión en el punto es:
P = dF / dA
La unidad de medida de la presión en el sistema SI es N/m2, que se llama Pascal, con símbolo Pa. Otras unidades de uso común para la presión son atmósfera (atm), centímetros de mercurio (cm de Hg) o bar. Algunos factores de conversión comunes entre diferentes unidades son:
1bar= 105 Pa y 1 milibar (mbar) = 10-3 bar = 100 Pa = 1 hPa
1atm= 1.013x105 Pa = 1.013 bar = 1013 mbar = 1013 hPa =76cm de Hg
NOCIONES ELEMENTALES DE DINAMICA DE FLUIDOS.
Forma muy elemental el comportamiento de los fluidos en movimiento. Cuando un fluido está en movimiento, el flujo se puede clasificar en dos tipos:
a) Flujo estacionario o laminar si cada partícula de fluido sigue una trayectoria uniforme y estas no se cruzan, es un flujo ideal. Por ejemplo el humo de cigarrillo justo después de salir del cigarro es laminar. En el flujo estacionario la velocidad del fluido permanece constante en el tiempo. Sobre una velocidad crítica, el flujo se hace turbulento.
b) Flujo turbulento es un flujo irregular con regiones donde se producen torbellinos. Por ejemplo el humo de cigarrillo en la parte superior alejada del cigarro es turbulento.
El flujo laminar se vuelve turbulento por efecto de la fricción que también está presente en los fluidos y surge cuando un objeto o capa del fluido que se mueve a través de él desplaza a otra porción de fluido; lo notas por ejemplo cuando corres en el agua. La fricción interna en un fluido es la resistencia que presenta cada capa de fluido a moverse respecto a otra capa. La fricción interna o roce de un fluido en movimiento se mide por un coeficiente de viscosidad. Por efecto de la viscosidad parte de la energía cinética del fluido se transforma en energía térmica, similar al caso de los sólidos. Debido a que el movimiento de un fluido real es muy complejo, consideraremos un modelo de fluido ideal con las siguientes restricciones: fluido incompresible, es decir de densidad constante, no viscoso, flujo estacionario e irrotacional, en este último caso se refiere a la rotación de cada partícula de fluido y no del fluido como un todo, que puede tener una trayectoria curva o girar.
Ecuacion de Continuidad.
Q = A x V = Area x Velocidad.
Ecuacion de Bernoulli.
p + 1/2 ρ v2 + ρgy = cte.
Link de descarga de capitulo:
TERMOMETROS.
Los termómetros son dispositivos para definir y medir la temperatura de un sistema. Todos los termómetros se basan en el cambio de alguna propiedad física con la temperatura, como el cambio de volumen de un líquido, el cambio en la longitud de un sólido, el cambio en la presión de un gas a volumen constante, el cambio en el volumen de un gas a presión constante, el cambio
en la resistencia de un conductor o el cambio en el color de objetos a muy alta temperatura.
Los cambios de temperatura se miden a partir de los cambios en las otras propiedades de una sustancia, con un instrumento llamado termómetro.
Aca van a encontrar, termometros mecanicos, escalas, termometros de gas.. etc.
Link de descarga de capitulo:
CALOR Y LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA.
La termodinámica es la rama de la física que estudia los procesos donde hay transferencia de energía en forma de calor y de trabajo. Cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en contacto térmico entre sí, la temperatura del cuerpo más cálido disminuye y la del más frío aumenta. Si permanecen en contacto térmico durante cierto tiempo, finalmente alcanzan una temperatura común de equilibrio, de valor comprendido entre las temperaturas iniciales. En este proceso se produjo una transferencia de calor del cuerpo más cálido al más frío. La pregunta que surge es ¿cuáles son las características de esa transferencia de calor? En el próximo capítulo intentaremos dar una respuesta a esa pregunta, ya que en este debemos aprender a conocer la capacidad de absorber o liberar calor de los cuerpos, las diferentes formas de calor, el trabajo termodinámico, la energía interna de los cuerpos y como se relacionan entre sí esas
variables a través de la primera ley de la termodinámica.
CALOR.
Se debe distinguir desde un principio claramente entre los conceptos de calor y energía interna de un objeto. El calor, (símbolo Q), se define como la energía cinética total de todos los átomos o moléculas de una sustancia. El concepto de calor, se usa para describir la energía que se transfiere de un lugar a
otro, es decir flujo de calor es una transferencia de energía que se produce únicamente como consecuencia de las diferencias de temperatura.
1 cal = 4.186 J = 3.97x10-3 Btu
1 J = 0.239 cal = 9.48x10-4 Btu
1 Btu = 1055 J = 252 cal
CAPACIDAD CALORICA Y CALOR ESPECIFICO
La capacidad calórica, C, de cualquier sustancia se define como la cantidad de calor, Q, que se requiere para elevar la temperatura de una sustancia en un grado Celsius.
Se da el calor específico de varias sustancias medidas a presión atmosférica y a temperatura ambiente. Los calores específicos en general varían con la temperatura. Si la variación de temperatura
no es muy grande, se puede despreciar esa variación de c y considerarla como una constante.
También se puede definir el calor específico molar de una sustancia como la capacidad calórica por unidad de moles.
CALOR LATENTE Y CAMBIOS DE ESTADO
Normalmente en un material se produce un cambio de su temperatura cuando se transfiere calor entre el material y los alrededores. Cuando se le agrega o quita calor a una sustancia, se producen variaciones de temperatura (aumento o disminución), es el calor Q llamado calor sensible, porque el objeto siente el calor agregado o perdido al cambiar su temperatura. Pero en ciertas condiciones
se le agrega calor a una sustancia sin que cambie su temperatura, por ejemplo cuando se evapora el agua, en ese caso se produce un cambio en las características físicas y en la forma del material, llamado cambio de estado o de fase y al calor necesario para producir el cambio de fase se le llama calor latente, porque este calor está presente y a punto para ser usado cuando termina
el proceso de cambio de estado. Por ejemplo, si se hierve agua en un recipiente abierto a la presión atmosférica normal, la temperatura no aumenta por encima de los 100° C por mucho calor que se suministre. El calor que se absorbe sin cambiar la temperatura del agua es el calor latente; no se pierde, sino
que se emplea en transformar el agua en vapor y se almacena como energía en el vapor. Cuando el vapor se condensa para formar agua, esta energía vuelve a liberarse, recuperándose el calor latente como calor sensible. Del mismo modo, si se calienta una mezcla de hielo y agua, su temperatura no cambia hasta que se funde todo el hielo. El calor latente absorbido se emplea para vencer las fuerzas que mantienen unidas las partículas de hielo, y se almacena como energía en el agua.
Los diferentes cambios de fase son de sólido a líquido o fusión (fundición o derretimiento en el caso del agua), de líquido a gas o evaporación (vaporización), de sólido a gas o sublimación y los procesos en sentido opuesto llamados solidificación (o congelamiento en el caso del agua), condensación y deposición,
respectivamente.
*Vaporización o evaporación.
Es la transformación de líquido a gas
*Condensación.
Es la transformación de un gas a líquido.
*Fusión o derretimiento.
Es la transformación de sólido a líquido.
*Solidificación o congelación.
Es el cambio de estado de líquido a sólido.
*Sublimación.
Es la transformación directa de sólido a gas, sin pasar por la fase líquida.
*Deposición.
Es la transformación directa de gas a sólido.
*Ebullición.
Es un proceso en el cual el líquido pasa al estado de gas en el interior del líquido,
donde el gas se concentra para forma burbujas que flotan hasta la superficie
y desde ahí escapan al aire adyacente.
Link de descarga de capitulo:
Calor.
El calor se define como la energía cinética total de todos los átomos o moléculas de una sustancia.
Temperatura.
La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de los átomos y moléculas individuales de una sustancia.
La conducción: es el mecanismo de transferencia de calor en escala atómica a través de la materia por actividad molecular.
La convección: es el mecanismo de transferencia de calor por movimiento de masa o circulación dentro de la sustancia.
La Radiacion: Esta energía es producida por los cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos o moléculas constitutivos y transportada por ondas electromagnéticas o fotones, por lo recibe el nombre de radiación electromagnética.
Link de descarga de capitulo:
Bueno espero que sirva tengo mas info si necesitan.. con el tiempo agrego de Aire Acondicionado, Gas..y demas
PD. si alguien necesita el desarrolo del calculo de fluidos lo agrego al toque, o me lo piden por mp.
Saludos.
NOCIONES DE MECANICA DE FLUIDOS
FLUIDO. Sustancia que puede fluir.
DENSIDAD.
Una propiedad de cualquier sustancia es su densidad. La densidad de cualquier material se define como la cantidad de masa m contenida en cada unidad de volumen V. Como la distribución de masa puede variar si se considera el volumen completo de sustancia, se debe definir en forma microscópica la densidad
en cada punto del cuerpo en forma diferencial, esto es:
densidad = dm/dV
La densidad es una magnitud física escalar, su unidad de medida en el SI es kg/m3. La densidad cambia con la temperatura ya que el volumen depende de la temperatura, por lo que se dan valores bajo condiciones de presión y temperaturas dadas. Si un cuerpo tiene la misma densidad en todo el volumen, es decir es constante, se dice que es homogéneo, en caso contrario es heterogéneo, en este caso el cuerpo tiene una distribución de masa variable dentro del volumen. La densidad de los líquidos (y sólidos) es del orden de 1000 veces la de los gases. En la tabla siguiente se dan los valores de la densidad de algunas sustancias comunes.
MATERIAL ; DENSIDAD (kg/m3)
Hidrógeno ; 0.09
Aire ; 1.28
Madera de pino ; 500
Petróleo ; 800
Hielo ; 917
Agua ; 1000
Aluminio ; 2700
Hierro ; 7860
Cobre ; 8900
Plomo ; 11340
Mercurio ; 13500
Oro ; 19300
Platino ; 21400
La densidad de los fluidos depende de la temperatura y de la presión.Baste decir ahora que la densidad depende del inverso de la temperatura. La variación de densidad con la temperatura en los gases da lugar al fenómeno de convección, muy importante para el transporte de calor en un fluido. Por ejemplo, la convección en la atmósfera produce el movimiento vertical ascendente del aire, lo que origina disminución de presión en superficie, expansión de la masa de aire, enfriamiento por la expansión y el ascenso, condensación por efecto del enfriamiento, formación de nubes debido a la condensación y de precipitación.
PRESION.
Es una fuerza ejercida sobre un objeto, es SIEMPRE perpendicular a la superficie, entonces la presión en el punto es:
P = dF / dA
La unidad de medida de la presión en el sistema SI es N/m2, que se llama Pascal, con símbolo Pa. Otras unidades de uso común para la presión son atmósfera (atm), centímetros de mercurio (cm de Hg) o bar. Algunos factores de conversión comunes entre diferentes unidades son:
1bar= 105 Pa y 1 milibar (mbar) = 10-3 bar = 100 Pa = 1 hPa
1atm= 1.013x105 Pa = 1.013 bar = 1013 mbar = 1013 hPa =76cm de Hg
NOCIONES ELEMENTALES DE DINAMICA DE FLUIDOS.
Forma muy elemental el comportamiento de los fluidos en movimiento. Cuando un fluido está en movimiento, el flujo se puede clasificar en dos tipos:
a) Flujo estacionario o laminar si cada partícula de fluido sigue una trayectoria uniforme y estas no se cruzan, es un flujo ideal. Por ejemplo el humo de cigarrillo justo después de salir del cigarro es laminar. En el flujo estacionario la velocidad del fluido permanece constante en el tiempo. Sobre una velocidad crítica, el flujo se hace turbulento.
b) Flujo turbulento es un flujo irregular con regiones donde se producen torbellinos. Por ejemplo el humo de cigarrillo en la parte superior alejada del cigarro es turbulento.
El flujo laminar se vuelve turbulento por efecto de la fricción que también está presente en los fluidos y surge cuando un objeto o capa del fluido que se mueve a través de él desplaza a otra porción de fluido; lo notas por ejemplo cuando corres en el agua. La fricción interna en un fluido es la resistencia que presenta cada capa de fluido a moverse respecto a otra capa. La fricción interna o roce de un fluido en movimiento se mide por un coeficiente de viscosidad. Por efecto de la viscosidad parte de la energía cinética del fluido se transforma en energía térmica, similar al caso de los sólidos. Debido a que el movimiento de un fluido real es muy complejo, consideraremos un modelo de fluido ideal con las siguientes restricciones: fluido incompresible, es decir de densidad constante, no viscoso, flujo estacionario e irrotacional, en este último caso se refiere a la rotación de cada partícula de fluido y no del fluido como un todo, que puede tener una trayectoria curva o girar.
Ecuacion de Continuidad.
Q = A x V = Area x Velocidad.
Ecuacion de Bernoulli.
p + 1/2 ρ v2 + ρgy = cte.
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TERMOMETROS.
Los termómetros son dispositivos para definir y medir la temperatura de un sistema. Todos los termómetros se basan en el cambio de alguna propiedad física con la temperatura, como el cambio de volumen de un líquido, el cambio en la longitud de un sólido, el cambio en la presión de un gas a volumen constante, el cambio en el volumen de un gas a presión constante, el cambio
en la resistencia de un conductor o el cambio en el color de objetos a muy alta temperatura.
Los cambios de temperatura se miden a partir de los cambios en las otras propiedades de una sustancia, con un instrumento llamado termómetro.
Aca van a encontrar, termometros mecanicos, escalas, termometros de gas.. etc.
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CALOR Y LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA.
La termodinámica es la rama de la física que estudia los procesos donde hay transferencia de energía en forma de calor y de trabajo. Cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en contacto térmico entre sí, la temperatura del cuerpo más cálido disminuye y la del más frío aumenta. Si permanecen en contacto térmico durante cierto tiempo, finalmente alcanzan una temperatura común de equilibrio, de valor comprendido entre las temperaturas iniciales. En este proceso se produjo una transferencia de calor del cuerpo más cálido al más frío. La pregunta que surge es ¿cuáles son las características de esa transferencia de calor? En el próximo capítulo intentaremos dar una respuesta a esa pregunta, ya que en este debemos aprender a conocer la capacidad de absorber o liberar calor de los cuerpos, las diferentes formas de calor, el trabajo termodinámico, la energía interna de los cuerpos y como se relacionan entre sí esas
variables a través de la primera ley de la termodinámica.
CALOR.
Se debe distinguir desde un principio claramente entre los conceptos de calor y energía interna de un objeto. El calor, (símbolo Q), se define como la energía cinética total de todos los átomos o moléculas de una sustancia. El concepto de calor, se usa para describir la energía que se transfiere de un lugar a
otro, es decir flujo de calor es una transferencia de energía que se produce únicamente como consecuencia de las diferencias de temperatura.
1 cal = 4.186 J = 3.97x10-3 Btu
1 J = 0.239 cal = 9.48x10-4 Btu
1 Btu = 1055 J = 252 cal
CAPACIDAD CALORICA Y CALOR ESPECIFICO
La capacidad calórica, C, de cualquier sustancia se define como la cantidad de calor, Q, que se requiere para elevar la temperatura de una sustancia en un grado Celsius.
Se da el calor específico de varias sustancias medidas a presión atmosférica y a temperatura ambiente. Los calores específicos en general varían con la temperatura. Si la variación de temperatura
no es muy grande, se puede despreciar esa variación de c y considerarla como una constante.
También se puede definir el calor específico molar de una sustancia como la capacidad calórica por unidad de moles.
CALOR LATENTE Y CAMBIOS DE ESTADO
Normalmente en un material se produce un cambio de su temperatura cuando se transfiere calor entre el material y los alrededores. Cuando se le agrega o quita calor a una sustancia, se producen variaciones de temperatura (aumento o disminución), es el calor Q llamado calor sensible, porque el objeto siente el calor agregado o perdido al cambiar su temperatura. Pero en ciertas condiciones
se le agrega calor a una sustancia sin que cambie su temperatura, por ejemplo cuando se evapora el agua, en ese caso se produce un cambio en las características físicas y en la forma del material, llamado cambio de estado o de fase y al calor necesario para producir el cambio de fase se le llama calor latente, porque este calor está presente y a punto para ser usado cuando termina
el proceso de cambio de estado. Por ejemplo, si se hierve agua en un recipiente abierto a la presión atmosférica normal, la temperatura no aumenta por encima de los 100° C por mucho calor que se suministre. El calor que se absorbe sin cambiar la temperatura del agua es el calor latente; no se pierde, sino
que se emplea en transformar el agua en vapor y se almacena como energía en el vapor. Cuando el vapor se condensa para formar agua, esta energía vuelve a liberarse, recuperándose el calor latente como calor sensible. Del mismo modo, si se calienta una mezcla de hielo y agua, su temperatura no cambia hasta que se funde todo el hielo. El calor latente absorbido se emplea para vencer las fuerzas que mantienen unidas las partículas de hielo, y se almacena como energía en el agua.
Los diferentes cambios de fase son de sólido a líquido o fusión (fundición o derretimiento en el caso del agua), de líquido a gas o evaporación (vaporización), de sólido a gas o sublimación y los procesos en sentido opuesto llamados solidificación (o congelamiento en el caso del agua), condensación y deposición,
respectivamente.
*Vaporización o evaporación.
Es la transformación de líquido a gas
*Condensación.
Es la transformación de un gas a líquido.
*Fusión o derretimiento.
Es la transformación de sólido a líquido.
*Solidificación o congelación.
Es el cambio de estado de líquido a sólido.
*Sublimación.
Es la transformación directa de sólido a gas, sin pasar por la fase líquida.
*Deposición.
Es la transformación directa de gas a sólido.
*Ebullición.
Es un proceso en el cual el líquido pasa al estado de gas en el interior del líquido,
donde el gas se concentra para forma burbujas que flotan hasta la superficie
y desde ahí escapan al aire adyacente.
Link de descarga de capitulo:
Calor.
El calor se define como la energía cinética total de todos los átomos o moléculas de una sustancia.
Temperatura.
La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de los átomos y moléculas individuales de una sustancia.
La conducción: es el mecanismo de transferencia de calor en escala atómica a través de la materia por actividad molecular.
La convección: es el mecanismo de transferencia de calor por movimiento de masa o circulación dentro de la sustancia.
La Radiacion: Esta energía es producida por los cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos o moléculas constitutivos y transportada por ondas electromagnéticas o fotones, por lo recibe el nombre de radiación electromagnética.
Link de descarga de capitulo:
Bueno espero que sirva tengo mas info si necesitan.. con el tiempo agrego de Aire Acondicionado, Gas..y demas
PD. si alguien necesita el desarrolo del calculo de fluidos lo agrego al toque, o me lo piden por mp.
Saludos.