Heiler Yesid Perea Caicedo
Ing AmbientalUniversidad del Chocó
Auditor Ambiental ISO 14001:04 ICONTEC
TECNOLOGO EN CONTROL AMBIENTAL
Diferenciar entre un gas y un líquido
Definir la relación entre fuerza y masa
Definir presión
Identificar las unidades de las cantidades fundamentales de tiempo, longitud, fuerza y masa en el SI (sistema Internacional)
Identificar las unidades de las cantidades fundamentales de tiempo, longitud, fuerza y masa en el Sistema británico de unidades
Definir densidad, peso especifico y gravedad especifica
Identificar las relaciones entre peso especifico, gravedad especifica y densidad.
Mecánica de Fluidos, estudio del comportamiento de
los fluidos ya sea en reposo (estática de fluidos) o en movimiento (dinámica de fluidos) .
Los fluidos pueden ser:
Líquidos (agua, aceite, gasolina,
glicerina)
Gaseosos (Aire, oxigeno, nitrógeno,
Presión: cantidad de fuerza que se ejerce sobre
una unidad de área de una sustancia, o sobre una superficie. P=F/A
Si un liquido se almacena en un contenedor, tiende a adoptar la forma de este y cubre el fondo y las paredes laterales .
•La superficie, en contacto con la atmosfera, mantiene un nivel uniforme.
•Cuando el contenedor se inclina este tiende a derramarse
Si mantiene un gas a presión en un recipiente
cerrado, tiende a
expandirse y llenarlo por completo.
Si el contenedor se
abriera, el gas tendería a expandirse aun mas y escapar de el.
Las diferencias entre líquidos y gases, en el
estudio de la mecánica de fluidos son las siguientes:
Los gases se comprimen con
facilidad
Los líquidos se comprimen muy
Las unidades de cantidades básicas son:
N
m= F/a
Tiempo
1hr = 60 min = 3600 s 1 min = 60 s
1 día = 24 hr = 1.44 × 103 min
1 mes = 30 días 1 año = 52 sem Longitud
1 m = 100 cm = 1000 mm = 39.4 pulg = 3.28 pie
1 pie = 12 pulg = 0.305 m 1 km = 1000 m = 0.621 milla 1 milla = 5280 pie = 1609 m 1 yarda = 0.915 m
1 cm = 10 mm 1 mm = 10-6 m
Masa
1 kg = 1000 g = 0.0685 slug 1 slug = 14.6 Kg = 32.2 lb 1 oz = 0.0283 kg
1 lb = 453.6 g
1 ton inglesa = 907 kg 1 ton métrica = 1000 kg
Volumen
1 m3 = 1000 L = 106 cm3 =
35.3 pie3
1 pie3 = 2.83 × 10-2 m3 =
28.3 L
1 galón = 3.785 L
Factores de
conversión
Fuerza
1 New = 0.225 lb = 105 Dinas
1 lbf = 4.42 New = 32.2 Poundal Presión
1 Pascal = 1 N/m2 = 2.09 x 10-2 lb/pie2 =
1.45 × 10-4 lb/pulg2
1 atm = 1.013 x 105 Pa = 14.7 lb/pulg2 (psi)
El sistema Británico de Unidades define las cantidades básicas de
la siguiente manera: La libra es unidad de masa
La libra fuerza unidad de fuerza
Demostrar mediante
conversión de unidades los valores de gravedad
Utilizaremos g=9.81 m/s2 en el SI y g=32.2pies/s2 en el Sistema Británico de Unidades
A un grado mayor de precisión los valores
estándar de g=9.80665m/s2 o
Fuente:
Peso y Masa
Masa: Peso/ (Fuerza)
Es la propiedad que tiene un cuerpo de fluido, es la medida de la inercia o resistencia a cambiar el movimiento de este.
Es la medida de la cantidad de fluido.
Se utiliza como símbolo (m)
Es la cantidad que pesa un cuerpo de fluido, es decir: la fuerza con la que el fluido es atraído hacia la tierra por acción de la gravedad.
Peso y Masa
• El peso es la fuerza y la masa es la cantidad de
sustancia.
• Estos términos se relacionan a partir de la Ley
gravitacional de Newton que dice que:
La fuerza es igual a la masa
multiplicada por la aceleración
F=m*a
Hablar de peso
(w), implica que la aceleración es igual a (g) que es la aceleración de la gravedad.
Tomado de:
SISTEMA INTERNACIONAL DE
UNIDADES (SI)
Calcular la masa de un objeto si se conoce su
peso, suponga que se midió el peso de una válvula y resultó ser de 8,25 N
¿cual es su
masa?.
Recuerde que
SISTEMA TRADICIONAL DE
UNIDADES DE LOS ESTADOS
UNIDOS
Suponga que medimos el peso de un contenedor
de aceite y resulto ser 8,46lbf
¿cual es su
masa?.
Es una medida de que tan caliente o frío se
encuentra un fluido.
Por ejemplo la temperatura de los
vertimientos de aguas residuales.
Es la energía neta transferida de un objeto a
otro, debido a una transferencia de temperatura.
Por ejemplo la transferencia de temperatura de
los vertimientos de aguas residuales a el agua de una quebrada, lago, rio, entre otros.
Escalas de temperatura utilizadas:
°C
Temperatura
°F
K
Los mas frecuente es que la temperatura se
indique en °C (grados Celsius) o en °F (grados fahrenheit)
A nivel del mar tenemos
El agua se congela a 0°C y hierve a 100 °C
El agua se congela a 32°F y hierve a 212 °F
Temperatura
A 1 atm de presión
Entre los dos datos de los mismos puntos
físicos hay: 100 °C
180 °F
1°C es igual a 1.8 °F
Dada la temperatura en °F
la temperatura en °C es T°C=(T°F - 32) /1.8 Dada la temperatura en °C
la temperatura en °F es T°F=1.8T°C + 32
Condiciones
Dada la temperatura 180°F expresarla en °C Dada la temperatura 33°C expresarla en °F
Tener en cuenta
Se empleara la escala °C
Se empleara la escala °F
SI
Sistemas de Unidades
Sistema tradicional de los Estados
Se define de modo que el punto
cero
corresponde a la condición en que se detiene el movimiento molecular, esto se denomina
CERO ABSOLUTO.
Temperatura Absoluta
En el SI de unidades, la unidad estándar de temperatura es el grado kelvin (K), y el punto de referencia (cero) es el cero absoluto.
El punto de
congelación del
agua es
273,15K por
arriba del cero absoluto.
No hay
símbolo de grado que se adjunte a K, ejemplo °K
El intervalo entre los puntos en la escala
kelvin es el mismo que se utiliza para la
escala Celsius
La temperatura absoluta es el valor de
La conversión de la escala Celsius a la Kelvin se realiza por medio de la siguiente relación:
TK=T°C + 273.15
Formula de conversión
Por ejemplo convertir 33°C a Kelvin (K)
•
En la escala Kelvin (K)
no puede haber
El cero absoluto en la escala °F se encuentra a
(-459.67°F).
Temperatura Absoluta
En ciertas referencias se encontrara otra escala de temperatura absoluta denominada escala Rankine, en la que el intervalo es el mismo que para la escala °F
El Cero absoluto esta a 0 °R, y cualquier medición en °F se convierte a °R por medio de la siguiente relación:
T°R=T°F + 459,67
Formula de conversión
Dada la temperatura en °F, la temperatura absoluta en K se calcula a partir de:
TK=(T°F + 459,67)/1,8 TK=T°R/1,8
Convertir 180°F a
Presión: cantidad de fuerza que se ejerce sobre una unidad de área de una sustancia, o sobre una superficie. P=F/A
Si un gas se comprime las moléculas de gas
ocupan un volumen, por lo tanto el numero de choques aumenta al igual que la presión.
Fuente:
MANUAL DEL SUBMARINISTA, EL (Cuatricromía)
Cuanto mas alto se ascienda, menor será la presión atmosférica, ejemplo a 5000mts por encima del nivel del mar la presión atmosférica se reduce a la mitad de su peso (0,5 bars).
Cuando descendemos por debajo del nivel del
Unidades de presión
Debido a que la presión atmosférica a nivel del mar es muy cercana a este valor, el bar tiene un punto conveniente de referencia física.
Las presiones expresadas en la unidad de medida bar conducen a números pequeños, hace que esta unidad sea atractiva para algunos profesionales.
Hay que tener en cuenta que el bar no forma parte del SI y que al resolver problemas debe hacer la conversión a N/m2
La presión actúa uniformemente en todas direcciones sobre un pequeño volumen de fluido
En un fluido confinado entre fronteras sólidas,
la presión actúa
perpendicularmente a
la frontera
Estos principios,
en ocasiones
Fuente:
Fuente:
Mecánica de fluidos
Escrito por Robert L. Mott
GRAVEDAD ESPECIFICA
LAS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS VARIAN CON LA TEMPERATURA
• Conviene indicar el peso especifico o la
densidad de un fluido en términos de su relación con el peso especifico o la densidad de un fluido común.
Cuando se emplee el termino gravedad especifica, el fluido de referencia será agua pura a 4°C
La gravedad especifica es la razón
de la densidad de una sustancia a
la densidad del agua a 4°C
La Gravedad especifica se puede
representar de 2 maneras
La gravedad especifica es la razón
del peso especifico de una
sustancia al peso especifico del
• Las propiedades del agua a 4°C, son
constantes y tienen valores:
SI
SistemaLas propiedades de los fluidos
varían con la temperatura,
En general la densidad (y por tanto el peso especifico
y la gravedad especifica) disminuye con el aumento
de la temperatura
Consultar y analizar las propiedades del agua y otras sustancias a diferentes
Es
muy
frecuente
que
el
peso
especifico de una sustancia
deba
encontrarse cuando se conoce su
densidad y viceversa
La conversión
de uno a otra se lleva a cabo por medio de la ecuación
Donde (g) es la aceleración
de la gravedad
