2. FOURTH
E le denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas
partículas solo hay una fuerza de atracción débil. La propiedad definitoria es que los fluidos
pueden cambiar de forma sin que aparezcan en su seno fuerzas restituidas tendentes a
recuperar la forma "original" (lo cual constituye la principal diferencia con un sólido
deformable, donde sí hay fuerzas restituidas).
Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre sí por fuerzas cohesivas débiles
y las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de forma de
un fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues
justamente fluyen. Los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio
volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propios. Las moléculas no
cohesionadas se deslizan en los líquidos y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos están
conformados por los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos
ideales).
4. FOURTH
Movimiento no acotado de las
moléculas: Son infinitamente deformables,
los desplazamientos que un punto material
o molécula puede alcanzar en el seno del
fluido no están determinados (esto contrasta
con los sólidos deformables, donde los
desplazamientos están mucho más limitados).
Compresibilidad: Todos los fluidos
son compresibles en cierto grado. No obstante,
los líquidos son altamente incompresibles a
diferencia de los gases que son altamente
compresibles.
Viscosidad: aunque la viscosidad en los
gases es mucho menor que en los líquidos. La
viscosidad hace que la velocidad de
deformación pueda aumentar las tensiones en
el seno del medio continuo.
Distancia Molecular Grande: Sus
moléculas se encuentran separadas a una
gran distancia en comparación con los sólidos
y esto le permite cambiar muy fácilmente su
velocidad debido a fuerzas externas y facilita
su compresión.
Fuerzas de Van der Waals: Esta
fuerza fue descubierta por el físico holandés
Johannes Van der Waals, estableciendo la
relación entre presión, volumen, y temperatura
de los fluidos.
Ausencia de memoria de forma:
Los fluidos no poseen una forma definida por
tanto no se puede calcular su volumen o
densidad a simple vista. Esta última propiedad
es la que diferencia más claramente a fluidos
(líquidos y gases) de sólidos deformables.
5. Diferencia entre líquido y gaseoso
La forma de los líquidos es variable (adoptan la forma que tiene el recipiente) porque, por
encima de la temperatura de fusión, las partículas no pueden mantener las posiciones fijas que
tienen en estado sólido y se mueven desordenadamente.
Sin el efecto de la gravedad, la forma natural de los líquidos es la esférica (la gota). Si un
astronauta, en una estación orbitando la Tierra, lanza un vaso de agua, ésta adopta la forma de
grandes gotas suspendidas en el aire.
El volumen de los líquidos es prácticamente invariable, porque las partículas, aunque no forman
una estructura fija como en el caso de los sólidos, se mantienen, como en ellos, relativamente
juntas.
Los líquidos pueden fluir, ya que sus partículas, al tener libertad y no ocupar posiciones fijas,
pueden desplazarse por los huecos que aparecen entre ellas, permitiendo el movimiento de
toda la masa líquida.
FOURTH
6. Un chorro líquido entra en la botella y adopta su forma, sus partículas están muy separadas y
pueden "fluir". Las partículas del bloque de hielo no pueden entrar.
FOURTH
La mecánica de fluidos es la rama de la física comprendida dentro de la mecánica de medios
continuos que estudia el movimiento de los fluidos, así como las fuerzas que lo provocan La
característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos
cortantes (lo que provoca que carezcan de forma definida). También estudia las interacciones entre el
fluido y el contorno que lo limita.
Nótese que los gases pueden comprimirse, mientras que los líquidos carecen de esta característica
(la compresibilidad de los líquidos a altas presiones no es exactamente cero pero es cercana a cero)
aunque toman la forma del recipiente que los contiene. La
compresibilidad de un fluido depende del tipo de problema,
en algunas aplicaciones aerodinámicas, aun cuando el fluido
es aire, puede asumirse que el cambio de volumen del aire
es cero.
7. Según estudios en la NASA, los experimentos dentro del transbordador y, antes de éste, dentro
del famoso avión de vuelos parabólicos KC-135, revelaron que en ausencia de gravedad los
líquidos se convierten en algo más viscoso que tiende a unirse en una sola bola con una gran
tensión superficial. Y que si colocamos al lado una burbuja de agua más pequeña, la bola
grande la absorbe rápidamente, como si fuera un imán. Por otro lado, en el espacio es posible
hacer que una esfera de agua se quede pegada indefinidamente a la superficie de una hoja.
FOURTH
Sistemas
Cualquier porción de materia a estudiar. Un fluido será el sistema elegido. A la superficie, real o
imaginaria, que lo envuelve se llama límite, frontera o contorno. El conjunto de varios sistemas
puede formar uno solo; o bien, un sistema puede descomponerse en muchos os, sistemas
parciales.
Abierto: Cerrado:
Es aquel cuya masa noEs aquel que se
9. iscosidad:
FOURTH
Todos los fluidos son compresibles, incluyendo los líquidos. Cuando estos cambios de volumen
son demasiado grandes se opta por considerar el flujo como compresible (que muestran una
variación significativa de la densidad como resultado de fluir), esto sucede cuando la velocidad del
flujo es cercano a la velocidad del sonido.
En un flujo usualmente hay cambios en la presión, asociados con cambios en la velocidad. En
general, estos cambios de presión inducirán a cambios de densidad, los cuales influyen en el flujo,
si estos cambios son importantes los cambios de temperatura presentados son apreciables. Aunque
los cambios de densidad en un flujo pueden ser muy importantes hay una gran cantidad de
situaciones de importancia práctica en los que estos cambios son despreciables.
Prácticamente incompresible: M < 0,3 en cualquier parte del flujo. Las variaciones de
densidad debidas al cambio de presión pueden ser despreciadas. El gas es
compresible pero la densidad puede ser considerada constante.
Flujo subsónico: M > 0,3 en alguna parte del flujo pero no excede 1 en ninguna parte.
No hay ondas de choque en el flujo.
Flujo transónico: 0,8 ≤ M ≤ 1,2. Hay ondas de choque que conducen a un rápido
incremento de la fricción y éstas separan regiones subsónicas de supersónicas dentro
del flujo. Debido a que normalmente no se pueden distinguir las partes viscosas y no
viscosas este flujo es difícil de analizar.
Flujo supersónico: 1,2 < M ≤ 5,0 Normalmente hay ondas de choque pero ya no hay
regiones subsónicas. El análisis de este flujo es menos complicado.
Flujo hipersónico: M > 5,0 Los flujos a velocidades muy grandes causan un
calentamiento considerablemente grande en las capas cercanas a la frontera del flujo,
causando disociación de moléculas y otros efectos químicos.
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10. FOURTH
Un fluido incompresible es cualquier fluido cuya densidad siempre permanece
constante con el tiempo, y tiene la capacidad de oponerse a la compresión del mismo
bajo cualquier condición. Esto quiere decir que ni la masa ni el volumen del fluido puede
cambiar. El agua es un fluido casi incompresible, es decir, la cantidad de volumen y la
cantidad de masa permanecerán prácticamente iguales, aún bajo presión. De hecho,
todos los fluidos son compresibles, algunos más que otros. La compresión de un fluido
mide el cambio en el volumen de una cierta cantidad de líquido cuando se somete a
una presión exterior.
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11. FOURTH
Estado de la materia en el que la forma de los cuerpos no es constante, sino que se adapta a la del
recipiente que los contiene. La materia fluida puede ser trasvasada de un recipiente a otro, es decir, tiene
la capacidad de fluir.
Los cuerpos difieren por lo general en su
masa y en su volumen. Estos dos
atributos físicos varían de un cuerpo a
otro, de modo que si consideramos
cuerpos de la misma naturaleza, cuanto
mayor es el volumen, mayor es la masa
del cuerpo considerado. No obstante,
existe algo característico del tipo de
materia que compone al cuerpo en
cuestión y que explica por qué dos
cuerpos de sustancias diferentes que
ocupan el mismo volumen no tienen la
En los sólidos la densidad es
aproximadamente constante, pero en los
líquidos, y particularmente en los gases, varía
con las condiciones de medida. Así en el caso
de los líquidos se suele especificar
la temperatura a la que se refiere
el valor dado para la densidad y en el caso de
los gases se ha de indicar, junto con dicho
valor, la presión.
12. FOURTH
Es igual a una fuerza que se aplica
sobre una superficie.
Que sobre nuestro cuerpo actúa una
fuerza de una masa de aire y que
afecta también a todo nuestro
alrededor; esa presión se la
denomina presión atmosférica, y
corresponde al peso de la atmósfera
que actúa sobre toda superficie.
La unidad de medida de la presión
atmosférica es la Atmosfera y
equivale al peso de una columna de
aire de 10 metros de altura. El
instrumento que se utiliza para medir
esta presión es el barómetro.
Toma como medida el cero absoluto y como su
nombre lo indica por debajo de ella no existe
ninguna presión negativa, o sea que todas las
presiones son positivas o arriba de cero. Estas
mediciones se realizan habitualmente solo para
cálculos teóricos.
13. FOURTH
Sobre la superficie terrestre existe como
ya mencionamos una presión atmosférica
y para medir esa presión surge el
concepto de la presión relativa, que es la
medida de presión por encima de la
presión atmosférica y toma como valor
cero la presión atmosférica.
El instrumento que se utiliza para medir
la presión relativa es el manómetro; y
cuando esta medición está por debajo de
14. FOURTH
Calibrador de manómetros
Consiste en un cilindro en cuyo interior se ajusta y
puede deslizar un émbolo de precisión al que se añade
un sistema calibrado de pesas para producir en el
interior del cilindro un cierto número de presiones
predeterminadas.
Banco hidráulico
Equipo para el estudio del comportamiento de los
fluidos, la teoría hidráulica y las propiedades de la
17. Un fluido en movimiento corresponde a un medio en el cual la posición relativa de los elementos que lo
forman varía en función del tiempo. La cinemática se preocupa en describir este movimiento. La
cinemática de los líquidos trata del movimiento de sus partículas, sin considerar la masa ni la fuerza que
actúan, en base al conocimiento de las magnitudes cinemáticas: velocidad, aceleración y rotación.
Campo de flujo
Es cualquier región en el espacio donde hay un fluido en movimiento, a condición de que la región o la
subregión del flujo quede ocupada por fluido.
En cada punto del campo de flujo es posible determinar o especificar una serie de magnitudes físicas, ya
sea escalares o vectoriales, que forman a su vez campos independientes o dependientes dentro del flujo.
TÉRMINOS BÁSICOS
Tubo de corriente: Es un tubo cuya paredes están formadas por líneas de corriente. Esto representa un
tubo donde las partículas no pueden salir ya que la velocidad en las paredes es paralela a ellas. La noción
del tubo de corriente tiene un particular interés en mecánica de fluidos ya que con él se puede representar
casos prácticos, como por ejemplo el flujo en una tubería , de la cual no puede salir el flujo, por lo tanto se
puede considerar como un tubo de corriente.
Líneas de corriente: son líneas imaginarias continuas que se dibuja de manera que la dirección de la
velocidad instantánea de una partícula en un punto cualquiera sea tangente a la línea de flujo que pasa
por dicho punto.
Línea de filamento: En un fluido permanente, una línea de filamento es una línea de corriente y una
trayectoria de la partícula.
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18. DESCRIPCIÓN DE PROCESOS DE FLUIDOS Y SIMPLIFICACIONES
Flujo laminar: Las partículas de fluido se mueven a lo largo de trayectorias suaves en láminas o capas,
con una capa deslizándose suavemente sobre otra adyacente.
Flujo turbulento: Las partículas de fluidos se mueven en trayectorias muy irregulares causando
remolinos, los cuales cambian continuamente su tamaño.
Flujo ideal: es un flujo incomprensible, sin fricción alguna, siendo este no viscoso, libre de pérdidas y con
un proceso reversible.
Flujo rotacional: es cuando las partículas de un fluido dentro de una región determinada tiene rotación
alrededor de cualquier eje. Si el flujo dentro de la región no tiene rotación alguna, sencillamente se le
conoce como flujo irrotacional.
Flujo adiabático: es el flujo de un fluido donde no ocurre una transferencia de calor hacia el fluido o desde
éste a su entorno.
Flujo permanente: Ocurre cuando las condiciones en cualquier punto del fluido no cambia con el tiempo.
Flujo no permanente: Cuando las condiciones en cualquier punto del fluido cambia con el tiempo.
Flujo uniforme: Ocurre cuando en cualquier punto del fluido, el vector velocidad o cualquier otra variable
es siempre la misma ( magnitud y dirección) para cualquier instante.
Flujo no uniforme: es cuando el vector velocidad del flujo o cualquier otra variable varía de un lugar a otro
en cualquier instante.
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19. C V G T B H H C H C
Ñ I W U V L R O O O
Z U N B W F E R T R
O G Y E Q A I Y X R
T H N F M E N I L I
N G H K I A S E K E
E F B E S P T N I N
I I N V Y U K I E T
M T J T U B O M C E
I I P H Y E N Y W A
V C V B F I S I C A
O A K R V U O I P C
M M H B I Y I E X H
-Cinemática, Movimiento, Física, Tubo, Corriente.
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21. La Turbomáquina se refiere a las máquinas que tiene como aparato principal un rodete, por medio del cual
transita un fluido de manera continua, variando éste sus medidas de movimiento por la actividad de la
máquina. Se da así un traspaso de energía entre el fluido y la máquina cuando el rodete sea en sentido
máquina-fluido tal cual como una bomba hidráulica, o fluido-máquina como una turbina.
El fluido de labor se usa para transformar la energía según esta
jerarquía:
Energía térmica trabaja con calor.
Energía potencial trabaja con presión.
Energía cinética trabaja con velocidad.
Intercambio de cantidad de movimiento.
Energía mecánica
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26. EDITORIAL FOURTH
Armando Morales C.I.: 27.589.913
Fabian Sutachan C.I.: 28.050.995
Iván Zambrano C.I.: 29.503.564
Miguel Márquez C.I.: 27.167.943
Bibliografía de interés:
Mott, Robert (1996) Mecánica de fluidos aplicada (4.ª edición). México:
Pearson Educación. ISBN 0-02-384231-8.
Holzapfel, G. A. (2000). Nonlinear Solid Mechanics: A Continuum Approach
for Engineering. John Wiley & Sons.
Chen, Francis F. (1984). Introduction to Plasma Physics and Controlled
Fusion: Plasma physics (en inglés) 1. Ilustrada, reimpresa (2a edición).
Springer. p. 53. ISBN 9780306413322. Consultado el 28 de octubre de 2011.
Yunus A. Cengel, John M. Cimbala, "MECANICA DE FLUIDOS-
FUNDAMENTOS Y APLICACIONES". MCGRAWHILL, MARZO 2006.
P.GERHART, R. GROSS, J. HOCHSTEIN,"FUNDAMENTOS DE MECANICA
DE FLUIDOS",2DA.EDICION, ED. ADDISON-WESLEY IBEROAMERICANA.
EUA.1992.
