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Propiedades de los fluidos
Miguel Madera, Steven Salas, Andrea Ardila
Departamento de ciencia naturales y exactas Universidad de la costa cuc Barranquilla, Colombia mmadera@cuc.edu.co ssalas10@cuc.edu.co aardila@cuc.edu.co
Resumen- En el siguiente informe se plantearon y analizaron los datos obtenidos en el laboratorio realizado, con el objetivo de conocer las propiedades de los fluidos. Para un estudio preliminar se describirá cada una de las propiedades; como la densidad, peso específico, volumen especifico y gravedad especifica. Estas propiedades mencionadas durante el ensayo ayudan a identificar y observar ciertos parámetros que sirven para determinar características de los fluidos que son; aceite de motor, aceite de cocina y cloro, que nos vinculamos y relacionamos a diario en nuestra vida cotidiana. Teniendo como fluido de referencia el agua, siendo el agua un fluido casi incompresible.
Palabras clave: Densidad, Volumen, peso específico, gravedad específica, fluidos
I. INTRODUCCION
Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente que no logra mantener una memoria de forma cuando está sometida a un esfuerzo cortante, sin tener en cuenta que tan pequeño sea dicho esfuerzo. Por ello, es importante conocer sus propiedades físicas para observar cual es el comportamiento de cada uno de ellos. Las propiedades de los fluidos categorizan el estado o la condición de este. Deben examinarse las propiedades como la densidad, peso específico, volumen especifico y gravedad especifica de cada uno de los fluidos. Por consiguiente,
Cabe mencionar que una propiedad física se puede medir y observar sin que la sustancia cambie su identidad o composición.
II. DESARROLLO DE CONTENIDO
- Objetivos (General y Específicos)
- Marco Teórico
- Desarrollo experimental
- Cálculos y Resultados
- Discusión y Análisis
- Conclusión
- Bibliografía
- Anexos
III. OBJETIVOS
General:
- Determinar las propiedades de los fluidos, describiendo características y aplicación en la mecánica de los fluidos
Específicos:
- Mejorar la comprensión y estudio de las propiedades físicas de un determinado fluido, tales como la densidad, volumen, peso específico y gravedad específica.
- Determinar la densidad de los fluidos.
- Conocer la relación que existe en la densidad respecto al peso específico.
- Comparar los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio con los valores teóricos
IV. MARCO TEORICO
La mecánica de fluidos es el estudio del comportamiento de los fluidos, ya sea que estén en reposo o en movimiento. Se define como fluido a la sustancia que se deforma continuamente cuando se le somete a un esfuerzo cortante. De esta forma un fluido no es capaz de resistir fuerzas punzantes sin desplazarse, como suelen hacerlo los sólidos (Fernández, 2005)
Densidad
es una magnitud escalar definida como la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia o un objeto sólido.
𝜌 =
Ecuación 1.
Peso especifico
es a la relación entre el peso de una sustancia y su volumen.
𝛾 =
Ecuación 2.
Volumen específico
es el volumen ocupado por unidad de masa de un material. Es el inverso de la densidad, por lo cual no dependen de la cantidad de materia.
𝑣 =
Ecuación 3.
Gravedad específica
es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad del agua o el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua
destilada a 4 grados centígrados. La gravedad específica es adimensional.
𝑆. 𝐺. =
𝜌𝐻 2 𝑂 =^
Ecuación 4.
V. DESARROLLO EXPERIMENTAL
Se llevó a cabo el ensayo de propiedades de los fluidos para identificar el comportamiento de los fluidos ensayados. Utilizando así un peso, que de este modo se conoció y se determinó los datos necesarios.
Fig 1. Peso utilizado en el ensayo, para determinar los datos como la masa del envase(recipiente) utilizado y de los fluidos ensayados
Fig 2. Se puede evidenciar que se esta determinando la masa del envase para llevar a cabo el ensayo, cabe mencionar que le volumen de este es; 280ml
VII. DISCUSIÓN Y ANALISIS
¿Cuáles son las diferencias, si existen, entre los valores obtenidos experimentalmente y los presentados en el texto referencia?
Hipoclorito de sodio
Aceite de motor
Aceite de soja
Densidad teórica [kg/m^3]
1110 890 922
Densidad experimental [kg/m^3]
1153,571429 939,2857143 946,
Diferencia de densidades [kg/m^3]
43,57142857 49,28571429 24,
¿A qué se puede deber dicha diferencia?
Estás diferencias se deben a factores como la temperaturas y errores cometidos durante el ensayo, mientras que las densidades teóricas de los fluidos escogidos para este ensayo se realizaron en ambientes controlados y con equipo de primera nuestro ensayo casero se realizó a temperatura ambiente.
¿Existe un cambio sustancial de la densidad debido al cambio de temperatura?
La temperatura influye en los líquidos de tal manera que causa variaciones en la densidad de estos, si la temperatura aumenta la densidad de estos disminuye esto debido a que los fluidos adsorben energía en forma de calor, si la temperatura es baja la densidad de los fluidos aumenta.
Para calcular la densidad de los fluidos se recomienda hacer las mediciones a una temperatura 20 °C, a temperaturas diferentes de estás se pueden realizar estas mediciones, pero esto requiere conocimiento del coeficiente de expansión de volumen del fluido en cuestión. En este caso la conversión se puede hacer utilizando la siguiente ecuación:
𝜌 = 𝜌𝑡 [ 1 + 𝛾 (𝑡 − 20 )] donde: 𝜌 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝜌𝑡 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑎 𝑡 °𝐶
𝛾 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑝𝑎𝑛𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜
¿Cómo varían los resultados si se realizan en una ciudad con diferente altitud? si este ensayo se hubiese realizado en una ciudad con una altitud mayor a la de la ciudad de Barranquilla la densidad de los fluidos hubiera sido menor a la obtenida, del mismo modo que si la ciudad el ensayo es realizado en una ciudad de latitud más baja las densidades serán menores a las obtenidas en la ciudad de Bogotá donde su altitud supera los 2000 metros.
¿La presión atmosférica tiene alguna influencia en los resultados? Sí tiene influencia en los resultados ya que esta esta presión está en todos lados y es mayor conforme la altura aumenta. Esta presión es la fuerza del aire por unidad de área y esta al momento de realizar el ensayo se encontraba presente sobre el fluido ejerciendo fuerza por unidad de área sobre este por lo que aumenta el valor de la masa del liquido
VIII. CONCLUSION
El ensayo de propiedades de los fluidos es uno de
los más importantes ya que nos permite
comprender las características de los fluidos de
nuestra vida cotidiana. Después de realizar las
evaluaciones correspondientes, utilizar los métodos
ya conocidos y mencionados con anterioridad,
siguiendo los parámetros establecidos. Teniendo
como objetivo principal del ensayo, obtener la
magnitud de las propiedades físicas de los fluidos.
En este ensayo se puedo encontrar y comparar la
densidad teórica y experimental de los fluidos, con
índice de error experimental para cada fluidos, el
cual nos dio un resultado no mayor al 6%, este
índice de error experimental nos indica que el
resultado obtenido de la densidad experimental fue
aproximado a la densidad teórica. Cabe resaltar que la
compresibilidad explica por qué los fluidos líquidos no
tienen una variación notable o considerable en su volumen, a diferencia de los gases que tienen una gran variación de éste. Por último, es importante éste fenómeno porque afecta principalmente la densidad del
fluido.
BIBLIOGRAFÍA
[1] Çengel, Y. A., Cimbala, J. M., Olguín, V. C., &
Skarina, S. F. (2006). Mecánica de fluidos: fundamentos y aplicaciones (Vol. 1). São Paulo: McGraw-Hill.
[2] Streeter, V. L., Wylie, E. B., Bedford, K. W., & Saldarriaga, J. G. (1988). Mecánica de los fluidos (Vol. 9). McGraw-Hill.
[3] Mott, R. L. (2006). Mecánica de fluidos. Pearson educación.
[4] Martín, I., Salcedo, R., & Font, R. (2011). Mecanica de fluidos. OPERACIONES DE SEPARACION SÓLIDO-FLUIDO BASADAS EN EL FLUJO DE FLUIDOS, 14-15.
[5] Duarte, C. A., & Niño, J. R. (2004). Introducción a la mecánica de fluidos. Univ. Nacional de Colombia.
IX. ANEXO
