Formas de energía y propiedades de los fluidos

¿Qué es la energía total? Identifique las diferentes formas de energía que constituyen la energía total

Energía total: suma de todas las energías de un sistema sin efecto magnético, eléctrico, etc. Está constituido por Ec, Eint y Epotenc.

Haga una lista de las formas de energía que contribuyen a la energía interna de un sistema

Energías: sensibles, latentes, químicas y nucleares. También es sensible a la rotación, translación y radiación.

¿Cómo están interrelacionados el calor, energía interna y la energía térmica?

Energía térmica (es una propiedad) es una forma sensible y latente de Eint. No hay energía química o nuclear. Energía térmica = calor, pero no es una propiedad.

¿Qué es la energía de flujo? ¿Los fluidos en reposo tienen alguna energía de flujo?

Energía necesaria para empujar un fluido dentro o fuera de un volumen de control.

¿Qué comparación existe entre las energías de fluido fluyente y uno en reposo? Nombre las formas específicas de energía asociadas con cada caso

El fluido fluyente posee energía de flujo, que es la energía necesaria para empujar un fluido dentro o fuera de un volumen de control. La energía total de un fluido en reposo es Eint y potencial, y si se mueve también cinética. La energía total es la energía interna, cinética, potencial y de flujo.

Con el empleo de calores específicos promedios, explique cómo se pueden determinar los cambios en la energía interna de los gases ideales y de las sustancias incompresibles

Usando valores de calor específico a la temperatura promedio, los cambios en la energía interna específica se determinan con AU = cv * avgAt para gases ideales e incompresibles cp = cv = c * Au = c * avgAT.

Con el empleo de calores específicos promedios, explique cómo se pueden determinar los cambios en la entalpía de los gases ideales y de las sustancias incompresibles

Usando valores de calor específico a la temperatura promedio, la entalpía específica se determina con Ah = cp * avgAt para gases ideales e incompresibles cp = cv = c * Au + v * AP = c * avgAT + v * AP.

¿Qué representa el coeficiente de compresibilidad de un fluido? ¿Cuál es su diferencia con la compresibilidad isotérmica?

Es la variación de presión con respecto al volumen o densidad a T = cte. La compresibilidad isotérmica representa el cambio fraccional en el volumen o densidad correspondiente a un cambio de presión.

¿Qué representa el coeficiente de expansión volumétrica de un fluido? ¿Cuál es su diferencia con el coeficiente de compresibilidad?

Es la variación de la densidad de un fluido con respecto a la presión a T = cte. Difiere del coeficiente de compresibilidad, que representa la variación de presión de un fluido con la densidad a T = cte.

¿Puede ser negativo el coeficiente de compresibilidad de un fluido? ¿Qué se puede decir acerca del coeficiente de expansión volumétrica?

No, pero el coeficiente de expansión volumétrica sí. Por ejemplo, el agua líquida a -4ºC.

¿Qué es viscosidad? ¿Cuál es la causa de su presencia en los líquidos y en los gases? ¿Tienen los líquidos una viscosidad dinámica más elevada o los gases?

Es una medida de la adherencia de un fluido. Se debe a la fuerza de fricción interna que se desarrolla entre las diferentes capas de un fluido. En los líquidos, la viscosidad dinámica es más elevada.

¿Qué es un fluido newtoniano? ¿Es el agua un fluido newtoniano?

Son fluidos cuya tensión de cizalladura es linealmente proporcional al gradiente de velocidades (deformación cortante). Sí, el agua es un fluido newtoniano.

Considere dos pequeñas bolas de vidrio idénticas que se dejan caer en dos recipientes idénticos, uno lleno con agua y el otro con aceite. ¿Cuál de las dos bolas llegará primero al fondo del recipiente? ¿Por qué?

La bola que cae en agua llegará primero al fondo del recipiente debido a la menor viscosidad del agua en relación con el aceite.

¿Cómo varía la viscosidad dinámica de a) los líquidos y b) los gases con la temperatura?

La viscosidad dinámica en los líquidos disminuye con la temperatura, mientras que en los gases aumenta.

¿Cómo varía la viscosidad cinemática de a) los líquidos y b) los gases con la temperatura?

La viscosidad cinemática en los líquidos disminuye con la temperatura, mientras que en los gases aumenta.

¿Qué es la tensión superficial? ¿Qué la causa? ¿Por qué la tensión superficial también recibe el nombre de energía superficial?

Es la fuerza de tracción en la superficie de un líquido por unidad de longitud, causada por las fuerzas atractivas entre las moléculas. Representa el trabajo de estiramiento que se necesita hacer para aumentar el área de superficie del líquido en una cantidad unitaria.

Considere una pompa de jabón. La presión dentro de la pompa ¿es más alta o más baja que la del exterior?

La presión dentro es más alta que la del exterior.

¿Qué es el efecto de capilaridad? ¿Qué lo causa? ¿Cómo lo afecta el ángulo de contacto?

Es el aumento o la caída de un líquido en un tubo de pequeño diámetro insertado en el líquido, causada por el efecto neto de las fuerzas de cohesión y adhesivas. Es proporcional al coseno del ángulo de contacto, que es el ángulo que hace tangente a la superficie del líquido con la superficie del sólido en el punto de contacto.