Este documento presenta la tercera clase de la unidad uno del curso de Mecánica de Fluidos I. Se definen las principales propiedades de los fluidos como densidad, peso específico y volumen específico. También se explican conceptos como tensión superficial y presión de vapor. Finalmente, se proponen tres problemas para practicar el cálculo de estas propiedades en diferentes fluidos.

1. Mecánica de Fluidos I
MB0502
Semestre Otoño 2015
Clase N°03 – Unidad N°01
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
francisco.jerez@inacapmail.cl
Semana N°02

2. Contenidos
1. Objetivos de la Clase.
2. Propiedades de los Fluidos:
- Densidad Absoluta.
- Densidad Relativa.
- Peso Específico.
- Volumen Específico.
- Tensión Superficial.
- Presión de Vapor.
3. Unidades de Medición en el SI.
4. Unidades de Medición en el SA.
5. Problemas Propuestos.
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar

3. Objetivos de la Clase
 Definir y reconocer las propiedades fundamentales que caracterizan a los fluidos, desde el punto de vista de la Mecánica
de Fluidos.
 Identificar las relaciones y vínculos que existen entre una o más de las propiedades de los fluidos, en función de las
variables asociadas a la Mecánica de Fluidos.
 Definir y reconocer los modelos matemáticos básicos que tienen como objetivo representar las diversas propiedades
asociadas al estudio de los fluidos.
 Reconocer las unidades de medición de las diferentes propiedades de los fluidos, coherentes con el Sistema Internacional
y el Sistema Inglés o Anglosajón.
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar

4. Propiedades de los Fluidos
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
Una sustancia se identifica y diferencia de otras
a través de sus propiedades, las cuales pueden
ser cualidades físicas o químicas. Las
propiedades corresponden a las diversas formas
en que impresionan los cuerpos materiales a
nuestros sentidos o, dependiendo de su
condición, a los instrumentos de medición.

5. Propiedades de los Fluidos: Densidad Absoluta
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
La densidad absoluta de un fluido, se define
como la cantidad de masa que posee éste por
unidad de volumen.
Donde:
ρ : Densidad Absoluta del Fluido.
m : Masa del Fluido.
V : Volumen del Fluido.
3
m kg
m

 
   
  

6. Propiedades de los Fluidos: Densidad Relativa
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
La densidad relativa es la relación que existe entre
la densidad absoluta de un fluido y la densidad
absoluta de otra sustancia, que se toma como
referencia. En Mecánica de Fluidos, es también
llamada Gravedad Específica, y su utilización
comprende la razón entre la densidad absoluta de un
fluido y la densidad absoluta del Agua a 4 [°C].
Donde:
ρr : Densidad Relativa del Fluido.
ρ0 : Densidad Absoluta de referencia.
ρ : Densidad Absoluta del Fluido.
 
3
3
0
/
/
r
kg m
kg m



 
   
 
 
Siendo entonces la Gravedad
Específica:
@4
s
w
sg
C




Donde:
sg : Gravedad Específica del Fluido.
ρs : Densidad Absoluta del Fluido.
ρw : Densidad Absoluta del Agua a 4 [°C].

7. Propiedades de los Fluidos: Peso Específico
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
El peso específico de un fluido, corresponde a
la cantidad de peso que éste posee por unidad
de volumen. De esta propiedad, también deriva
una Gravedad Específica.
Donde:
γ : Peso Específico del Fluido.
w : Peso del Fluido.
V : Volumen del Fluido.
g : Aceleración de Gravedad.
3
w N
g
m
 
 
     
  
Siendo entonces la Gravedad
Específica:
@4
s
w
sg
C




Donde:
sg : Gravedad Específica del Fluido.
γs : Peso Específico del Fluido.
γw : Peso Específico del Agua a 4 [°C].

8. Propiedades de los Fluidos: Volumen Específico
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
El volumen específico de un fluido,
corresponde al volumen que éste ocupa por
unidad de masa. Esta propiedad es el inverso
de la densidad absoluta, por lo cual, no
dependen de la cantidad de materia.
Donde:
v : Volumen Específico del Fluido.
V : Volumen del Fluido.
m : Masa del Fluido.
ρ : Densidad Absoluta del Fluido
3
1 m
v
m kg

 

    
 

9. Propiedades de los Fluidos: Tensión Superficial
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
La tensión superficial actúa como una película
en la interfaz entre la superficie del agua líquida
y el aire sobre ella. Las moléculas de agua por
debajo de la superficie, se ven atraídas una por
la otra y por aquellas que están en la superficie
también.
En forma cuantitativa, la tensión superficial se
mide como el trabajo por unidad de área
que se requiere para llevar las moléculas de la
parte inferior hacia la superficie del líquido.
Las unidades resultantes son la fuerza por
unidad de longitud [N/m].

10. Propiedades de los Fluidos: Tensión Superficial
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11. Propiedades de los Fluidos: Tensión Superficial
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar

12. Propiedades de los Fluidos: Presión de Vapor
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
La presión de vapor o comúnmente
denominada presión de saturación,
corresponde a la presión en donde las fases
líquida y gaseosa (vapor) de un fluido se
encuentran en equilibrio considerando una
temperatura determinada.
El valor de la presión de saturación es
independiente de las cantidades de líquido y
vapor presentes, mientras existan ambas. En
estado de equilibrio, las fases reciben la
denominación de líquido saturado y vapor
saturado. Su estudio tiene una relevancia
importante en la Termodinámica.

13. Unidades de Medición en el SI
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
Los análisis requeridos en Mecánica de Fluidos
involucran la manipulación algebraica de varios
términos. Es frecuente que las ecuaciones sean
complejas, y es importante en extremo que los
resultados sean correctos en cuanto a sus
dimensiones. En efecto, si las unidades en una
ecuación no son consistentes, los resultados
tendrán un valor numérico erróneo.

14. Unidades de Medición en el SI
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
Unidades comunes en Mecánica de
Fluidos del SI

15. Unidades de Medición en el SA
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
Unidades comunes en Mecánica de
Fluidos del SA

16. Problemas Propuestos
Problema N°01: Un depósito contiene aceite con una masa de 825 [kg] y un volumen de 0,917 [m3]. Determine: a) el
peso del depósito, b) la densidad, c) el peso específico y d) gravedad específica del aceite.
Solución:
a)
b)
c)
d)
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2
825 9,81 [ ] 8.093,25[ ]
m
w kg w N
s
 
     
 
 
3 3
825
899,672
0,917
s s
m kg kg
m m
 
   
    
   
    
3 3
8.093,25
8.825,7906
0,917
s s
w N N
m m
 
   
    
   
    
899,672
0,899[ ]
@4 1.000
s
w
sg
C


   


17. Problemas Propuestos
Problema N°02: La glicerina a 20 [°C] tiene una gravedad específica de 1,263 [-]. Calcule su densidad y su peso
específico. Considerando un volumen ocupado de 0,85 [m3], determine también su masa y su volumen específico.
Solución:
a)
b)
c)
d)
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
3
(1.000) 1,263 1000 1.263
g g
kg
sg
m

 
     
 
3
(9.810) 1,263 9.810 12.390,03
g g
N
sg
m

 
     
 
3
3
1.263 0,85 1.073,55[ ]
g g g
kg
m m m kg
m

 
 
       
 
 
 
3
3
1 1 1
0,0007918
1.263
g
m
v v
kg kg
m

 
 
 
      
 
 
 
 

18. Problemas Propuestos
Problema N°03: El aceite a 18 [°C] tiene una gravedad específica de 0,89 [-]. Calcule su densidad y su peso
específico. Considerando un volumen ocupado de 1.500 [cm3], determine también su masa y su volumen específico.
Solución:
a)
b)
c)
d)
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar
3
(1.000) 0,89 1000 890
ac ac
kg
sg
m

 
     
 
3
(9.810) 0,89 9.810 8.730,9
ac ac
N
sg
m

 
     
 
3
3 3
1.500
890 1,335[ ]
100
ac ac ac
kg
m m m kg
m

 
 
       
 
 
 
3
3
1 1 1
0,001124
890
ac
m
v v
kg kg
m

 
 
 
      
 
 
 
 

19. Fuentes del Contenido
 Mott, Robert L. – Mecánica de Fluidos – 6ta. Edición, Editorial Prentice Hall – Año 2006.
 Cengel, Yunus A. – Mecánica de Fluidos: Fundamentos y Aplicaciones – 2da. Edición, Editorial Mc Graw Hill – Año 2012.
Profesor: Ing. Francisco Jerez Salazar