Hidrodinámica: Movimiento de los líquidos La hidrodinámica estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para mover un líquido de una tubería es preciso que exista una diferencia de presiones en los extremos de una porción del líquido; por ejemplo: el movimiento de un líquido en un tubo inclinado.

2. Le dedicamos este trabajo primero agradeciendo a Dios por
darnos mucha salud y fuerzas para poder hacer el trabajo
como teníamos planificado. Y sobre todo les dedicamos
nuestro trabajo a nuestros padres por confiar en nosotras y
también a nuestro profesor Cornelio Gonzales por su apoyo y
motivación para la culminación de este trabajo muy
importante para nosotras.

3. Alumnas:
 Alvarado Dulanto Nataly
 Cavero Zurita Ana
Profesor: Cornelio González
Curso: Ciencia Tecnología y Ambiente
Año y Sección: 5to “F”
Tema: Hidronímica: Movimiento de los líquidos

4. La Hidronímica estudia el comportamiento
de los líquidos en movimientos.
Ejemplo:
Si perforas solo un agujero en un tarro de
leche e intentas vaciarlo, notaras que
después de caer algunas notas, la leche
deja de salir.
En este caso la leche no se mueve porque
no existe una diferencia de presión entre
el exterior y el interior del tarro; sin
embargo, si hacemos un segundo agujero,
como se suele hacer, la presión
atmosférica se aplicara por este y
establecerá una diferencia de presiones
causando el vaciado de la leche.
Por eso es necesario que exista una
diferencia de presiones en los extremos de
una porción del liquido.

5. Daniel Bernoulli
(Groninga (Holanda), 8 de
febrero de 1700 - Basilea,
17 de marzo de 1782) fue
un matemático, estadístico,
físico y médico holandés-suizo.
Destacó no sólo
en matemática pura, sino
también en las llamadas
aplicadas,
principalmente estadística
y probabilidad. Hizo
importantes contribuciones
en hidrodinámica y elasticid
ad.

6. Ecuación de Bernoulli
En 1738, el matemático y físico suizo Daniel Bernoulli
Afirmo que la presión de un liquido o un gas disminuye conforme
aumenta su velocidad.
Describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de
una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su
obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido ideal
(sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un
conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a
lo largo de su recorrido.
donde:
P= presión hidrostática
p= densidad
g= Aceleración de la Gravedad
h= Altura del Punto
v= La velocidad del fluido en ese punto
Los subíndices 1 y 2 se refieren a los dos puntos del circuito.

7. Aplicaciones del principio de Bernoulli
Chimenea
Las chimeneas son altas para aprovechar que la velocidad del viento es más constante y
elevada a mayores alturas. Cuanto más rápidamente sopla el viento sobre la boca de una
chimenea, más baja es la presión y mayor es la diferencia de presión entre la base y la boca
de la chimenea, en consecuencia, los gases de combustión se extraen mejor.
Tubería
La ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad también nos dicen que si reducimos el
área transversal de una tubería para que aumente la velocidad del fluido que pasa por ella,
se reducirá la presión.
Natación
La aplicación dentro de este deporte se ve reflejado directamente cuando las manos del
nadador cortan el agua generando una menor presión y mayor propulsión.
Carburador de automóvil
En un carburador de automóvil, la presión del aire que pasa a través del cuerpo del
carburador, disminuye cuando pasa por un estrangulamiento. Al disminuir la presión, la
gasolina fluye, se vaporiza y se mezcla con la corriente de aire.
Flujo de fluido desde un tanque
La tasa de flujo está dada por la ecuación de Bernoulli.
Dispositivos de Venturi
En oxigenoterapia, la mayor parte de sistemas de suministro de débito alto utilizan
dispositivos de tipo Venturi, el cual está basado en el principio de Bernoulli.
Aviación
Los aviones tienen el extradós (parte superior del ala o plano) más curvado que el intradós
(parte inferior del ala o plano). Esto causa que la masa superior de aire, al aumentar su
velocidad, disminuya su presión, creando así una succión que sustenta la aeronave.

8. Hasta el momento hemos considerado líquidos ideales
que carecen de rozamiento y se desplazan sin fricción
sobre las superficies de una tubería.
Los líquidos reales tienen una resistencia interna al
flujo, que se describe como viscosidad.
La resistencia interna causa que los líquidos se
muevan en capas unas con respeto a otras. Este
movimiento en capas, llamado flujo laminar, es
característico de un flujo que viaja a velocidades
bajas. A velocidades muy altas el flujo se convierte en
rotacional o turbulento.
Movimiento de un liquido viscoso por un tubo
Cuando un liquido viscoso se mueve ene le interior de un tubo hay una fricción entre el
liquido y las paredes del tubo, y la velocidad se hace máxima en el centro del tubo. La
velocidad media (ѵ) de un liquido viscoso que pasa por un tubo se calcula:
V = r² p
8ŋ L
Donde p es la diferencia de presiones que mantiene un flujo constante ene l tubo, r es
el radio del tubo, L es la longitud del tubo y ŋ es el coeficiente de viscosidad del liquido
que se expresa en poiseuille (PI), que equivale a N. s/m2

9. ¿Qué es Viscosidad?
La viscosidad es la principal característica de la mayoría de
los productos lubricantes. Es la medida de la fluidez a determinadas
temperaturas.
Si la viscosidad es demasiado baja el film lubricante no soporta las
cargas entre las piezas y desaparece del medio sin cumplir su objetivo
de evitar el contacto metal-metal.
Si la viscosidad es demasiado alta el lubricante no es capaz de llegar a
todos los intersticios en donde es requerido.
Al ser alta la viscosidad es necesaria mayor fuerza para mover el
lubricante originando de esta manera mayor desgaste en la bomba
de aceite, además de no llegar a lubricar rápidamente en el arranque
en frio.
La medida de la viscosidad se expresa comúnmente con
dos sistemas de unidades SAYBOLT (SUS) o en el sistema métrico
CENTISTOKES (CST).
Como medida de la fricción interna actúa como resistencia contra la
modificación de la posición de las moléculas al actuar sobre ellas una
tensión de cizallamiento.
La viscosidad es una propiedad que depende de
la presión y temperatura y se define como el cociente resultante de la
división de la tensión de cizallamiento (t ) por el gradiente
de velocidad (D).
m =t / D
Con flujo lineal y siendo constante la presión, la velocidad y la
temperatura.
Afecta la generación de calor entre superficies giratorias (cojinetes,
cilindros, engranajes). Tiene que ver con el efecto sellante del aceite.
Determina la facilidad con que la maquinaria arranca bajo condiciones
de baja temperatura ambiente.

10. Índice de Viscosidad
Los cambios de temperatura afectan a la viscosidad del lubricante
generando así mismo cambios en ésta, lo que implica que a altas
temperaturas la viscosidad decrece y a bajas temperaturas aumenta.
Arbitrariamente se tomaron diferentes tipos de aceite y se midió su
viscosidad a 40*C y 100*C, al aceite que sufrió menos cambios en la
misma se le asignó el valor 100 de índice de viscosidad y al que varió en
mayor proporción se le asignó valor 0 (cero) de índice de viscosidad. Luego
con el avance en el diseño de los aditivos mejoradores del índice de
viscosidad se logró formular lubricantes con índices mayores a 100.

11. Líquido h ·10-2 kg/(ms)
Aceite de
ricino
120
Agua 0.105
Alcohol etílico 0.122
Glicerina 139.3
Mercurio 0.159
Fluido viscoso
En un fluido viscoso (figura de la derecha) el
balance de energía es muy diferente. Al abrir
el extremo del tubo, sale fluido con una
velocidad bastante más pequeña. Los tubos
manométricos marcan alturas decrecientes,
informándonos de las pérdidas de energía
por rozamiento viscoso. En la salida, una
parte de la energía potencial que tiene
cualquier elemento de fluido al iniciar el
movimiento se ha transformado
íntegramente en calor. El hecho de que los
manómetros marquen presiones
sucesivamente decrecientes nos indica que
la pérdida de energía en forma de calor es
uniforme a lo largo del tubo
Viscosidad de algunos líquidos

12. Tensión Superficial:
Las moléculas de un liquido están ligadas por
fuerzas de cohesión, que hacen que los
líquidos formen en su superficie una especie
de membrana
Un objeto que se apoye sobre una superficie
liquida tendrá que romper la fuerza de
cohesión que ejercen las moléculas de la
superficie para ingresar al liquido y mojarse.
La tensión superficial es un fenómeno físico
que se presenta en la superficie de un liquido
haciendo que esta forme una especie de
membrana elástica.
La tensión superficial del agua es mayor que
la de cualquier liquido (excepto mercurio).
Este hecho es de gran importancia, debido a
la omnipresencia del agua en los sistemas
biológicos

13. Tensión superficial en los líquidos
En un fluido cada molécula interacciona con las que le rodean. El radio de acción de las fuerzas moleculares
es relativamente pequeño, abarca a las moléculas vecinas más cercanas. Vamos a determinar de forma
cualitativa, la resultante de las fuerzas de interacción sobre una molécula que se encuentra en
A, el interior del líquido
B, en las proximidades de la superficie
C, en la superficie
Consideremos una molécula (en color rojo) en el seno de un líquido en equilibrio, alejada de la superficie libre
tal como la A. Por simetría, la resultante de todas las fuerzas atractivas procedentes de las moléculas (en
color azul) que la rodean, será nula.
En cambio, si la molécula se encuentra en B, por existir en valor medio menos moléculas arriba que abajo, la
molécula en cuestión estará sometida a una fuerza resultante dirigida hacia el interior del líquido.
Si la molécula se encuentra en C, la resultante de las fuerzas de interacción es mayor que en el caso B.
La fuerzas de interacción, hacen que las moléculas situadas en las proximidades de la superficie libre de un
fluido experimenten una fuerza dirigida hacia el interior del líquido.
Como todo sistema mecánico tiende a adoptar espontáneamente el estado de más baja energía potencial, se
comprende que los líquidos tengan tendencia a presentar al exterior la superficie más pequeña posible.

14. La siguiente figura muestra un ejemplo de cómo algunos animales
utilizan la tensión superficial del agua. En la figura se observa un
arácnido, fotografiado mientras camina sobre el agua. Se observa
que el peso del arácnido está distribuido entre sus ocho patas y el
abdomen, por lo que la fuerza de sustentación que debe proveer la
superficie del agua (la tensión superficial) sobre las ocho patas y el
abdomen debe ser igual al peso del arácnido.
Con moléculas de otras sustancias puede haber atracción o repulsión.
La dirección de resultante (sólido-líquido + líquido-líquido) hace que
el líquido se eleve o hunda levemente muy cerca de paredes sólidas
verticales, según haya atracción o repulsión. Para diferentes
combinaciones de líquidos y sólidos se tabulan los ángulos de
contacto. Ángulos menores de 90º corresponden a atracción y
mayores de 90º a repulsión. Esto también explica la formación de
meniscos en tubos angostos y el ascenso o descenso de líquido por
tubos capilares.
Ejemplo de tensión superficial: una aguja
de acero sobre un líquido.

15. Coeficiente de tensión superficial
Se puede determinar la energía superficial debida a la cohesión mediante el dispositivo de la
figura. Una lámina de jabón queda adherida a un alambre doblada en doble ángulo recto y a
un alambre deslizante AB. Para evitar que la lámina se contraiga por efecto de las fuerzas de
cohesión, es necesario aplicar una fuerza F al alambre deslizante.
La fuerza F es independiente de la longitud x de la lámina. Si desplazamos el alambre
deslizante una longitud Dx, las fuerzas exteriores han realizado un trabajo FDx, que se habrá
invertido en incrementar la energía interna del sistema. Como la superficie de la lámina
cambia en DS=2dDx (el factor 2 se debe a que la lámina tiene dos caras), lo que supone que
parte de las moléculas que se encontraban en el interior del líquido se han trasladado a la
superficie recién creada, con el consiguiente aumento de energía.
Si llamamos a g la energía por unidad de área, se verificará que:
La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la
temperatura. En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las
fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio
exterior se comprende ya que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las
moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas
del líquido

16. Algunos valores de la tensión superficial son:
Líquido Temperatura líquido (ºC) Tensión superficial (N/m)
Petróleo 0º 0,0289
Mercurio 20º 0,465
Agua 0º 0,0756
20º 0,0727
50º 0,0678
100º 0,0588
http://www.udec.cl/~dfiguero/curso/cohesionenliquidos/cohesion02 http://www.hablandodeciencia.com/articulos/2012/04/13/tensioactiv
os-tension-superficial/

17. Tensoactivos
• Si se apoya un clip sobre
una superficie de agua con
detergente, observarás que
es muy difícil hacer que el
clip se sostenga en la
superficie del líquido
haciendo las fuerzas de
cohesión muy débiles, lo
que hace que la tensión
superficial reduzca.

18. • Cualquier sustancia que reduce de este modo la tensión
superficial de un líquido recibe el nombre de agente
tensoactivo.
En el lavado de prendas de vestir es importante que el agua
moje todas as fibras de la prenda. Si no usáramos
completamente y, por lo tanto, no conseguiría limpiarse. Por
esta razón se dice que los detergentes son tensoactivos y
hacen que el agua moje más.

19. Clasificación de los tensoactivos:
Según su estructura molecular
Las propiedades de los tensoactivos se obtienen a través de su estructura molecular.
Los tensoactivos se componen de una parte hidrófoba o hidrófuga y un resto hidrófilo, o
soluble en agua. Se dice que son Moléculas anfifílicas.
Tensoactivos aniónicos
Entre todos los tensioactivos o surfactantes, los aniónicos son los que más se producen a escala industrial en cuanto a volumen. En cuanto a
relación efectividad/precio son los mejores en general.
Por definición, la parte hidrofílica de la molécula del tensioactivo posee una carga negativa. Ésta suele tratarse de un grupo carboxilato,
sulfato, sulfonato o fosfato.
Tensoactivos catiónicos
Por definición, la parte hidrofílica de estos tensioactivos posee una carga positiva. Estos tensoactivos suelen tener una alta adherencia en
diferentes sustratos y una alta "persistencia" en esa adhesión. Un hecho experimental que caracteriza a estos compuestos es que cambia las
propiedades superficiales y convierte una superficie hidrofílica en hidrofóbica y viceversa.2
Las aminas de cadena larga y sus sales, tanto aminas cuaternarias como imidazolinas, tienen propiedades bactericidas y pueden matar
diferentes microorganismos o al menos retrasar su crecimiento.
Tensoactivos no iónicos
Por definición, los tensioactivos no iónicos son tensioactivos que no contienen grupos funcionales disociables (ionizables) y, por lo tanto, no
se disocian en el agua en iones. Como todo tensioactivo, se compone de una parte no-polar y una parte polar. Como una parte no polar es
principalmente una cadena alifática (de entre C12-C18), aunque hay tensioactivos no iónicos no alifáticos. Los grupos polares suelen ser un
grupo alcohol o éter.
Tensoactivos anfóteros
Por definición, son tensoactivos que poseen tanto un grupo catiónico como un grupo aniónico. El uso del término anfótero lo hace más
restrictivo: La carga de la molécula debe cambiar con el pH, mostrando una estructura zwitteriónica a un pH intermedio (punto isoeléctrico)

20. Acción capilar
• Cuando un líquido está en contacto
con una superficie sólida existe una
fuerza de adhesión (fuerza de
atracción entre moléculas de
distintos materiales) que hace que
el líquido se pegue a la superficie.
Cuando un tubito delgado de vidrio
(capilar) es introducido en un
líquido, una delgada capa del
líquido es adherida a la pared
interior del tubo por encima de la
columna de líquido. Este fenómeno
recibe el nombre de acción capilar.

21. Tubo capilar
• La masa líquida es directamente proporcional al cuadrado del
diámetro del tubo, por lo que un tubo angosto succionará el
líquido en una longitud mayor que un tubo ancho. Así, un tubo
de vidrio de 0,1 mm de diámetro levantará una columna de
agua de 30 cm. Cuanto más pequeño es el diámetro del tubo
capilar mayor será la presión capilar y la altura alcanzada. En
capilares de 1 μm (micrómetro) de radio, con una presión de
succión 1,5 × 103 hPa (hectopascal = hPa = 1,5 atm),
corresponde a una altura de columna de agua de 14 a 15 m.
Dos placas de vidrio que están separadas por una película de
agua de 1 μm de espesor, se mantienen unidas por una presión
de succión de 1,5 atm. Por ello se rompen los portaobjetos
humedecidos al intentar separarlos.
Entre algunos materiales, como el mercurio y el vidrio, las
fuerzas intermoleculares del líquido exceden a las existentes
entre el líquido y el sólido, por lo que se forma un menisco
convexo y la capilaridad trabaja en sentido inverso.
Las plantas succionan agua subterránea del terreno por
capilaridad, aunque las plantas más grandes requieren de la
transpiración para desplazar la cantidad necesaria.

23. Ósmosis
• Supongamos que en un recipiente
tenemos dos disoluciones de azúcar
separadas por una membrana
semipermeable y que una de las
disoluciones tiene mayor
concentración de azúcar que la otra.
Al cabo de un instante observaremos
que el agua pasa de la disolución
menos concentrada a la disolución
más concentrada. Este fenómeno se
conoce como ósmosis. Este hecho
hace que se origine un desnivel en el
agua de los compartimentos.

24. • Para que se produzca ósmosis, las membranas deben permitir
que las moléculas de agua se difundan fácilmente a través de
ellas para impedir el paso de moléculas mayores, tales como
las de azúcar. Estas membranas permeables a ciertas
moléculas e impermeables a otras reciben el nombre de
membranas semipermeables.

25. Magnitud de la presión osmótica
• La presión osmótica, como su nombre indica, es una presión, y por tanto tiene las
mismas unidades que el resto de presiones, es decir, Pascales (Pa) en el Sistema
Internacional, aunque tradicionalmente también se utilizan las atmósferas (atm).
La molaridad mide la cantidad de masa del soluto por volumen de disolución. La
molaridad y la presión osmótica son dos magnitudes relacionadas
proporcionalmente; el aumento o disminución de una de ellas produce el mismo
efecto en la otra, aunque en distinta proporción. Del mismo modo, la temperatura
(medida en kelvin, K) también posee la misma relación con la presión osmótica.
A continuación se muestra una tabla con los valores de la presión osmótica
correspondientes a diferentes concentraciones de sacarosa a una temperatura
constante de 293 K (20 °C). La concentración se expresa en molalidad y no en
molaridad, según la ecuación de Morse, pero las diferencias son mínimas.
Presión osmótica experimental de disoluciones de sacarosa a 20 °C
Molalidad
(moles de
sacarosa/kg de
agua)
0,1 1,0 2,0 3,0 4,0 6,0
Presión
osmótica (atm)
2,47 27,2 58,4 95,2 139,0 232,3