Fundamentos de Hidrodinámica y Sistemas Dispersos: Conceptos Esenciales

1. ¿Qué es la hidrodinámica?

Es el estudio de la dinámica de los líquidos.

2. Aproximaciones en el estudio de fluidos

• Fluido incompresible: La densidad no varía con el cambio de presión, a diferencia de lo que ocurre con los gases.
• Despreciabilidad de la viscosidad: Se considera que la pérdida de energía por viscosidad es mínima en comparación con la inercia del movimiento.
• Régimen estable o estacionario: La velocidad del fluido en un punto determinado es independiente del tiempo.

3. Ecuación de Bernoulli

La fórmula se expresa como:

P1/ρ + V1²/2 + g·z1 = P2/ρ + V2²/2 + g·z2

Definición de Bernoulli

Relaciona los cambios de presión con la velocidad y la altura a lo largo de una corriente que fluye.

4. Diferencia entre fluidos reales e ideales

• Fluidos reales: Son viscosos, sus moléculas cambian de posición y su viscosidad depende de la densidad del fluido.
• Fluidos ideales: No son viscosos y presentan un flujo estacionario constante con el tiempo.

5. Clasificación de los sistemas dispersos

• Soluciones: Partículas de tamaño molecular (soluto y solvente) que no se pueden observar a simple vista.
• Coloides: Partículas de mayor tamaño que en una solución, algunas visibles a simple vista.
• Suspensiones: Partículas de gran tamaño que se sedimentan en reposo, siendo posible su observación.

Clasificación del sistema coloidal

Es un sistema formado por dos o más fases: una fase fluida y otra dispersa en forma de partículas, generalmente sólidas.

6. Equilibrio físico vs. Equilibrio químico

• Equilibrio físico: Ocurre cuando la temperatura y la presión se mantienen en el mismo punto.
• Equilibrio químico: Se alcanza cuando las velocidades de reacción de A → B y B → A son iguales.

7. Leyes de los gases

• Ley de Avogadro: V1/n1 = V2/n2
• Ley de Boyle: P1 · V1 = P2 · V2

Nota: A = P y T; B = n y T; C = n y P; G = n y V

8. Presión osmótica y transporte de materia

Fórmula de la presión osmótica

π = M · R · T

Diferencia entre ósmosis y difusión

• Ósmosis: Traslado de una disolución menos concentrada a una más concentrada.
• Difusión: Traslado de una región de alta concentración a otra de menor concentración.