Fluidos I

1. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
Para el estudio de los fluidos es importante conocer algunos conceptos como peso,
densidad, peso especifico, gravedad especifica y compresibilidad, las cuales se
exponen a continuación:

3. PESO Y MASA
El peso, dado por la ley de gravitación de Newton, es el producto de la masa por la gravedad,
que se establece por:
𝑤 = 𝑚𝑔 (7)
Donde, la masa puede obtenerse con la siguiente ecuación:
𝑚 =
𝑤
𝑔
(8)

4. DENSIDAD
Resulta importante aclarar aquí que cada fluido tiene diferente densidad, la cual se
obtiene al dividir la masa entre el volumen que le contiene:
𝜌 =
𝑚
𝑉
(9)
La densidad de los gases cambia con respecto a la presión, mientras que la densidad de los
líquidos cambia menos de 1% si a estos se les aplican cambios de presión superiores a 200
atmosferas. Por este motivo, para el estudio de los fluidos, los líquidos se consideran
incompresibles.

5. PESO ESPECIFICO
El peso especifico es una propiedad muy útil para el calculo de las pérdidas en
tuberías, la flotación de los cuerpos y los sistemas de aire comprimido, entre otros
usos.
Es importante aclarar que el peso especifico cambia con respecto a la temperatura,
por lo que siempre debe tenerse presente en el momento de diseñar sistemas de
tuberías y otros aspectos en los que es necesario el peso especifico.
El peso especifico de cada fluido se determina con la gravedad de la siguiente
manera:
𝛾 = 𝜌. 𝑔 (10)
O
𝛾 =
𝑤
𝑉
(11)
La relación de estas variables se obtienen al sustituir la ecuación (7) en ecuación (11)
𝛾 =
𝑚𝑔
𝑉
=
𝑚
𝑉
𝑔 = 𝜌𝑔

6. GRAVEDAD ESPECIFICA O DENSIDAD
RELATIVA
La gravedad especifica, también conocida por algunos autores como densidad
relativa, es un termino que suele utilizarse para indicar la densidad o el peso
especifico de un fluido respecto a la densidad o peso especifico de otro fluido
conocido. Matemáticamente se define como:
𝑠𝑔 =
𝜌
𝜌 𝑤,4 𝑜 𝐶
=
𝛾
𝛾 𝑤,40 𝐶
(12)
Donde:
𝜌 𝑤,4 𝑜 𝐶 = 1 000
𝑘𝑔
𝑚3 = 1.94
𝑠𝑙𝑢𝑔𝑠
𝑝𝑖𝑒𝑠3
𝛾 𝑤,4 𝑜 𝐶 = 9.81 𝑘𝑁
𝑚3 = 62.4 𝑙𝑏
𝑝𝑖𝑒𝑠3

7. PROBLEMAS
1. Convertir las siguientes temperaturas según se indica.
a) 25 𝑜 𝐶 a grados Fahrenheit y grados Kelvin.
b) 150 ªF a grados Celsius y grados Rankine.
SOLUCION:

8. PROBLEMAS
2. Un cilindro hidráulico tiene un embolo con un diámetro de 2.5 pulg. Por su diseño,
se espera que el embolo sea capaz de aplicar una fuerza de 12 500 lb. Determinar
la presión que requiere el aceite.
Solución:

9. PROBLEMAS
3. La densidad del dióxido de carbono a 32 ªF es de 0.00381 𝑠𝑙𝑢𝑔
𝑝𝑖𝑒3. Determinar su
peso especifico.
Solución:

10. PROBLEMAS
4. Un envase metálico contiene en su interior 100 mL de aceite. Si el aceite tiene una
masa de 0.24 kg. Determinar:
a)La densidad.
b)El peso especifico.
c)La gravedad especifica.
Solución:

11. TENSION SUPERFICIAL
La tensión superficial es la propiedad que permite al fluido tener una fuerza en su
superficie paralela a la frontera. Esta fuerza esta dada por la acción de las moléculas
que tienden a atraerse en la interface entre un liquido y otro, o entre un liquido y un
gas, como se aprecia en la figura (1.9).
si se considera una película liquida, como la que se muestra en la fig. (1.10), a la cual
se le aplica una fuerza como se indica, esta fuerza es igual a:
𝐹 = 2. 𝐿. 𝜎
Donde la tensión superficial, 𝜎, es:
𝜎 =
𝐹
2.𝐿
(13)

12. Para una gota esférica, como la figura
(1.11) el balance de la fuerza queda como:
𝜋. 𝑅2. ∆𝑝 = 2. 𝜋. 𝑅. 𝜎
Donde:
∆𝑝 =
2.𝜎
𝑅
(14)
Si se trata de una burbuja, en la que el aire
existe dentro y fuera de la superficie, el
diferencial de presión queda como:
∆𝑝 =
4.𝜎
𝑅
(15)