Termofluidos

1. TERMO FLUIDOS
UNIDAD I. CONSIDERACIONES BASICAS

2. TERMO FLUIDOS RESUMEN

3. TERMO FLUIDOS
MECANICA DE FLUIDOS
FLUIDO
CATEGORIAS
CLASIFICACION

4. TERMO FLUIDOS
MECÀNICA DE FLUIDOS.
Ciencia que estudia el comportamiento de los fluidos en reposo (estática de los
fluidos) o en movimiento (dinámica de los fluidos), y la interacción de estos con
sólidos o con otros fluidos en las fronteras.
FLUIDO
Sustancia que se deforma continuamente bajo la aplicación de un esfuerzo de corte
(tangencial), sin importar cuán pequeño pueda ser este esfuerzo.

5. TERMO FLUIDOS
Hidrodinámica: esta rama de la mecánica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en
movimiento.
CATEGORÍAS
Dinámica de los gases: estudia los fluidos que sufren cambios significativos en la densidad
Meteorología: ciencia que se ocupa de los fenómenos que ocurren a
corto plazo en las capas bajas de la atmósfera, o sea, donde se desarrolla
la vida de plantas y animales
Aerodinámica: flujo de gases (aire) sobre cuerpos como aviones, cohetes y automóviles a
altas o bajas velocidades
Hidrología: Estudio de las propiedades físicas, químicas y
mecánicas del agua continental y marítima, su distribución y
circulación en la superficie de la Tierra, en el suelo y en la
atmósfera.

6. TERMO FLUIDOS
Oceanografía: campo de la ciencia que estudia los mares y océanos y todo
lo que se relaciona con ellos, la estructura, composición y dinámica de
dichos cuerpos de agua, incluyendo desde los procesos físicos, como
las corrientes y las mareas, hasta los geológicos, como la sedimentación o
la expansión del fondo oceánico, o los biológicos.
Hidráulica: rama de la física que estudia el comportamiento de los líquidos en función de sus
propiedades específicas (fuerzas)
Neumática: rama de la mecánica que estudia el equilibrio y
movimiento de flujos gaseosos. Tecnología que emplea el aire
comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria
para mover y hacer funcionar mecanismos

7. TERMO FLUIDOS
CLASIFICACIÒN DE LOS FLUIDOS
 Según su estado de agregación
 Según su compresibilidad: compresibles e incompresibles
 Según la variación de viscosidad
 Según la velocidad del flujo

8. TERMO FLUIDOS
 Según la variación de velocidad con respecto al tiempo: permanente o estacionario y
no permanente o no estacionario
 Según la magnitud y dirección de la velocidad del fluido:
uniforme y no uniforme
 Según los efectos del vector velocidad:
rotacional e irrotacional
 Según su movimiento

9. TERMO FLUIDOS
 Según su transporte
 Según su naturaleza: real e ideal
 Según su dimensión: unidimensional, bidimensional, tridimensional

10. TERMO FLUIDOS
HIPOTESIS DE MEDIO CONTINUO
CONDICION DE NO DESLIZAMIENTO
DIMENSIONES
UNIDADES

11. TERMO FLUIDOS
HIPOTESIS DEL MEDIO CONTINUO.
Se considera que el fluido es continuo a lo largo del espacio que ocupa,
ignorando por tanto su estructura molecular y las discontinuidades
asociadas a esta. Esta idealización es válida en tanto el tamaño del
sistema con el que se trate sea grande en relación con el espacio entre
las moléculas.
CONDICION DE NO DESLIZAMIENTO

12. • La condición de no deslizamiento es responsable del
desarrollo del perfil de velocidad.
• La región del fluido adyacente a la pared en la cual los
efectos viscosos, y por consiguiente los gradientes de
velocidad son significativos se llama capa limite
• La propiedad del fluido responsable de la condición de no
deslizamiento y del desarrollo de la capa limite es la
viscosidad
• Un fluido en contacto directo con un sólido se pega debido a
los efectos viscosos y no hay deslizamiento, esta
característica es lo que se conoce como condición de no
deslizamiento.
CONDICION DE NO DESLIZAMIENTO
TERMO FLUIDOS

13. TERMO FLUIDOS
DIMENSION
Es cualquier cantidad física, ( masa, volumen, temperatura, presión, otros)
UNIDADES.
Son las magnitudes asociadas a las dimensiones ( metro, segundo, libra, kelvin, otros)
DIMENSION
UNIDAD
SISTEMA INTERNACIONAL SISTEMA INGLES
LONGITUD Metro (m) Pie (ft)
MASA Kilogramo (kg) Libra masa (lb)
TIEMPO Segundo (s) Segundo (s)
TEMPERATURA Kelvin (K) Ranking (R)
FUERZA Newton (N) Libra fuerza (lb)

14. TERMO FLUIDOS
TERMODINAMICA
LEYES EMPIRICAS
SISTEMA
ESTADO
EQUILIBRIO
POSTULADO DE ESTADO
PROCESOS, CICLOS, TRAYECTORIA
PROPIEDADES
LEY CERO DE LA TERMODINÀMICA

15. TERMO FLUIDOS
Ciencia de la energía (capacidad para causar cambios). Ciencia de la energía y la entropía.
Ciencia que trata con el calor y trabajo y con las propiedades de las sustancias que se
relacionan con el calor y trabajo
TERMODINÀMICA:
Se puede enfocar desde el punto de vista clásica y
estadística
Termodinámica clásica: Proporciona un enfoque directo
y fácil para la solución de los problemas
Termodinámica estadística: esta basada en el
comportamiento promedio de grupos grandes. Enfoque
más elaborado.

16. TERMO FLUIDOS
LEYES EMPIRICAS
1.- El principio de Conservación de la energía: expresa que durante una
interacción la energía puede cambiar de una forma a otra, pero su
cantidad total permanece constante.
𝐸𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎 − 𝐸𝑠𝑎𝑙𝑒 = ∆𝐸
2.- Primera ley de la Termodinámica: es una expresión del Principio de
Conservación de la Energía, y sostiene que la energía es una propiedad
termodinámica.
3.- Segunda ley de la Termodinámica: afirma que la energía tiene
calidad, así como cantidad, y los procesos reales ocurren hacia donde
disminuye la calidad de la energía.
4.- Ley cero de la Termodinámica: si dos sistemas están en equilibrio
térmico, independientemente con un tercer sistema, deben estar en
equilibrio térmico entre sí.

17. TERMO FLUIDOS
LEYES EMPIRICAS
1.- El principio de Conservación de la energía: expresa que durante una
interacción la energía puede cambiar de una forma a otra, pero su
cantidad total permanece constante.
𝐸𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎 − 𝐸𝑠𝑎𝑙𝑒 = ∆𝐸
2.- Primera ley de la Termodinámica: es una expresión del Principio de
Conservación de la Energía, y sostiene que la energía es una propiedad
termodinámica.
3.- Segunda ley de la Termodinámica: afirma que la energía tiene
calidad, así como cantidad, y los procesos reales ocurren hacia donde
disminuye la calidad de la energía.
4.- Ley cero de la Termodinámica: si dos sistemas están en equilibrio
térmico, independientemente con un tercer sistema, deben estar en
equilibrio térmico entre sí.

18. TERMO FLUIDOS
SISTEMA
Cantidad de materia o región del espacio escogida para su estudio y el
cual representa un subsistema del universo.
Frontera: superficie real
o imaginaria que separa
al sistema de sus
alrededores
Alrededores: masa o región
fuera del sistema
CLASIFICACIÓN DE UN SISTEMA TERMODINÁMICO
1.- Numero de componentes.
 Unuarios: un solo componente químico, o sustancia pura; los más simples de
describir
 Multicomponentes: posee mas de un componente químico

19. TERMO FLUIDOS
2.- Numero de fases.
 Homogéneo
 Heterogéneo
3.- Habilidad para exhibir reacción química
 Reactivo: muestra habilidad para exhibir una reacción química
 No reactivo: no presenta alguna reacción química.
4.- Permeabilidad de sus fronteras.
 Sistema cerrado o masa de control
 Sistema aislado
 Sistema abierto o volumen de control

20. TERMO FLUIDOS
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
PROPIEDAD.
Son aquellas magnitudes físicas cuyos valores definen el estado en que se encuentran
PROPIEDADES EXTENSIVAS: son aquellas cuyos valores dependen del tamaño o extensión del
sistema (masa, volumen, cantidad de movimiento, otros)
PROPIEDADES INTENSIVAS: son independientes de la masa del sistema (temperatura, presión,
densidad, otros)
PROPIEDADES ESPECIFICAS: son las propiedades extensivas por unidad de masa ( volumen
especifico, energía interna especifica, otros)

21. TERMO FLUIDOS
ESTADO Condición o situación de un sistema definido por
sus propiedades termodinámicas
POSTULADO DE ESTADO: “el estado de un sistema compresible, simple se especifica por
completo mediante dos propiedades intensivas independientes”
La termodinámica trata con estados de equilibrio, esa condición de equilibrio termodinámico
implica la no existencia de potenciales desbalanceados o fuerzas impulsoras dentro del sistema
1.- Equilibrio térmico: la temperatura deja del sistema deja de variar con el tiempo.
2.—Equilibrio mecánico: no hay cambio de presión en el sistema
3.- Equilibrio de fases: la masa de cada componente en cada fase permanece constante
4.- Equilibrio químico: su composición química no cambia

22. TERMO FLUIDOS
PROCESO: cualquier cambio que experimenta un sistema de un estado de equilibrio a
otro
TRAYECTORIA: serie de estados por los cuales pasa el sistema.
CICLO: es cuando en un sistema se da una secuencia de procesos que inicia y termina en
un mismo estado, y en consecuencia el sistema no experimenta cambio de estado
alguno.

23. TERMO FLUIDOS
TIPOS DE PROCESOS
1.- Proceso isobárico
2.- Proceso isocórico
3.- Proceso isotérmico
4.- Proceso adiabático
5.- Proceso isoentálpico
6.- Proceso isoentrópico
7.- Proceso politrópico
8.- Proceso Cuasi estático: es aquel que se desvía del equilibrio termodinámico en un modo
infinitesimal. Todos los estados por donde pasa pueden considerarse estados de equilibrio.
9.- Proceso de flujo estacionario: proceso durante el cual un fluido fluye de forma
estacionaria por un volumen de control

24. TERMO FLUIDOS
TIPOS DE PROCESOS
1.- Proceso isobárico
2.- Proceso isocórico
3.- Proceso isotérmico
4.- Proceso adiabático
5.- Proceso isoentrópico
6.- Proceso isoentálpico
7.- Proceso politrópico
8.- Proceso Cuasi estático: es aquel que se desvía del equilibrio termodinámico en un modo
infinitesimal. Todos los estados por donde pasa pueden considerarse estados de equilibrio.
9.- Proceso de flujo estacionario: proceso durante el cual un fluido fluye de forma
estacionaria por un volumen de control

25. TERMO FLUIDOS
TIPOS DE PROCESOS
1.- Proceso isobárico
2.- Proceso isocórico
3.- Proceso isotérmico
4.- Proceso adiabático
5.- Proceso isoentálpico
6.- Proceso isoentrópico
7.- Proceso politrópico
8.- Proceso Cuasi estático: es aquel que se desvía del equilibrio termodinámico en un modo
infinitesimal. Todos los estados por donde pasa pueden considerarse estados de equilibrio.
9.- Proceso de flujo estacionario: proceso durante el cual un fluido fluye de forma
estacionaria por un volumen de control

26. TERMO FLUIDOS
FORMAS DE ENERGIA
Energía: capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz,
calor, etc.; capacidad y fuerza para actuar física o mentalmente; capacidad de los cuerpos
para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos; capacidad
de hacer funcionar las cosas.
La sumatoria de la energía térmica, mecánica, cinética, potencial, eléctrica, magnética,
química y nuclear conforman la energía total
𝑒 =
𝐸 (𝐾𝑗)
𝑚 (𝑘𝑔)
La suma de todas las formas microscópicas de energía, se denomina energía interna
La energía macroscópica de un sistema se relaciona con el movimiento y la influencia de
algunos factores externos como la gravedad, el magnetismo, la electricidad y la tensión
superficial.

27. TERMO FLUIDOS
Energía Cinética (𝑬𝑪) : es la energía que posee un sistema como resultado de su movimiento
en relación con cierto marco de referencia.
𝐸𝐶 = 𝑚 ∗
𝑉2
2
(𝐾𝑗)
Donde: m = masa (Kg)
V= velocidad (m/s)
Por unidad de masa 𝑒𝑐 =
𝑉²
2
𝐾𝑗
𝐾𝑔
Energía potencial (𝑬𝑷) : es la energía que pos un sistema como resultado de su incremento
de altura en un campo gravitacional
𝐸𝑃 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 𝑧 𝐾𝑗
Donde: m= masa (Kg)
g = gravedad (9,81 m/s² ó 32,174 ft/s²)
z= altura (m)
por unidad de masa 𝑒𝑝 = 𝑔 ∗ 𝑧
𝐾𝑗
𝐾𝑔

28. TERMO FLUIDOS
Los efectos magnéticos, eléctricos y de tensión superficial son significativos solo en caso
especiales y en general se ignoran. En ausencia de esta clase de efectos, la energía total de un
sistema consta solo de las energías cinética, potencial e interna.
𝐸 = 𝑈 + 𝐸𝐶 + 𝐸𝑃 (𝐾𝑗)
Sistemas estacionarios: son sistemas cerrados cuya velocidad y altura permanecen constantes
durante un proceso.
El cambio en la energía total ∆𝐸 de un sistema fijo es idéntico al cambio en su energía
interna ∆𝑈

29. TERMO FLUIDOS
LEY CERO DE LA TERMODINAMICA
Contacto térmico: es cuando dos objetos que están en contacto pueden intercambiar la
energía que hay entre ellos debido a su diferencia de temperatura.
Equilibrio térmico: situación en la cual dos objetos que están en contacto térmico no
intercambian energía
Temperatura: magnitud física que indica la energía interna de un cuerpo, de un objeto, o del
medio ambiente en general, medida por un termómetro.