Conceptos Fundamentales de Fluidos y Termodinámica: Principios y Aplicaciones

PRINCIPIOS DE LA DINÁMICA DE FLUIDOS

PRINCIPIO DE BERNOULLI

Resulta de aplicar la ley de la conservación de la energía a los líquidos que están en movimiento. Combina variables como la presión, la densidad, la velocidad y la altura. En un líquido ideal cuyo flujo es estacionario, la suma de las energías cinética, potencial y el trabajo realizado para desplazar las moléculas es constante de un punto a otro.

TEOREMA DE TORRICELLI

Es una aplicación del Teorema de Bernoulli que se utiliza para determinar la velocidad de salida de un líquido a través de un orificio en un recipiente.

TUBO DE VENTURI

Se emplea para medir la velocidad de un líquido que circula a presión dentro de una tubería.

TUBO PITOT

Se utiliza para medir la velocidad de la corriente de un río. Es un tubo en forma de L.

APLICACIONES Y DISPOSITIVOS

BRAZO HIDRÁULICO (PRINCIPIO DE PASCAL)

Pascal observó las características de los fluidos, que pueden transmitir sus presiones de manera uniforme, a diferencia de los sólidos.

GLOBO AEROSTÁTICO

Primer dispositivo volador.

BARÓMETRO

Es un instrumento que se utiliza para medir la presión atmosférica, inventado por Torricelli.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE TERMODINÁMICA

CALOR

Es la energía que tiene un objeto debido al movimiento de sus átomos y moléculas, las cuales están constantemente vibrando, moviéndose y chocando unas contra otras.

TEMPERATURA

Es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia. No depende del número de partículas en un objeto y, por lo tanto, no depende de su tamaño.

Medición de la Temperatura

Los sistemas de medición más conocidos son:

• Gabriel Fahrenheit (Escala Fahrenheit).
• Anders Celsius (Escala Celsius, conocido como el sistema universal y más utilizado en los países).

Diferencia entre Calor y Temperatura

El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras que la temperatura es una medida de la energía molecular media.

Si se añade calor, la temperatura aumenta; si se quita calor, la temperatura disminuye.

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

CONDUCCIÓN

Tiene lugar cuando dos objetos a diferentes temperaturas entran en contacto.

CONVECCIÓN

En líquidos y gases, la convección es usualmente la forma más eficaz de transferir calor. Tiene lugar cuando áreas de fluido caliente ascienden hacia las regiones de fluido frío.

RADIACIÓN

Es un método de transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente y el receptor del calor.

DILATACIÓN TÉRMICA

Debido a que las dimensiones lineales de un objeto cambian por la temperatura, se deduce que el área y el volumen también lo harán.

DILATACIÓN LINEAL

Cambio de dimensión lineal de un sólido.

DILATACIÓN SUPERFICIAL

Debido a que las dimensiones lineales de un objeto cambian por la temperatura, se deduce que el área y el volumen también lo harán.

DILATACIÓN VOLUMÉTRICA

En toda dilatación térmica ocurre un cambio de volumen del cuerpo.