INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA Y ARQUITECTURA UZACADEMIA DE HIDRULICAHIDRULICA BSICA

Practica 1.- Propiedades de los fluidos

Profesor: Juan Jos Lozano Bermdez

Alumno: Marco Antonio Melchor Jimnez

Asignatura: Hidrulica Bsica

Grupo: 4CM1

Mesa 1.- Peso especifico, Densidad absoluta y Densidad relativa Finalidad u objetivosDeterminar las propiedades de los fluidos ( peso especifico, densidad absoluta y densidad relativa) de las siguientes sustancias: aceite delgado, aceite grueso, petrleo, diesel, agua y resina polister.

Equipo utilizado 8 vaso de precipitado 1 balanza 2 cubos de madera

Consideraciones teoricasPeso especifico Densidad absolutaDensidad relativaPe= P/VDa= M/VDr= Das/DH2ODonde: P= pesoV=volumen M= masaD= densidad absoluta de la sustanciaDH20= densidad del agua

Desarrollo de la practicaEn esta prctica comenzamos pesando los vasos de precipitado, tanto el grande como el pequeo, sin ningn fluido en su interior. Este dato nos era necesario para que al momento de pesar las sustancias el peso del vaso fuera restado y as no afectara en nuestros dems datos.

Realizamos el peso de cada una de las 6 sustancias puestas en la mesa con la balanza proporcionada por el laboratorio y as mismo fuimos restando el peso del vaso, despus de realizar el peso de cada una de las sustancias bamos observando su volumen en mililitros con ayuda del vaso precipitado.

Al obtener estos datos realizamos las conversiones de unidades y las operaciones necesarias para vaciar la informacin recabada en la siguiente tabla :

Sistema internacional.Peso del vaso de precipitado grande: 290.43grPeso del vaso de precipitado pequeo:176.21gr

FluidoMasa(Kg)Volumen(m3)P=Kg/ m3Y= N/ m3Ve= m3 /N

Aceite delgado0.494350.00055898.818817.41.13x10 -4

Aceite grueso0.624650.00069905.728885.151.12x10 -4

Petrleo 0.53779

0.00066814.837993.511.25x10 -4

Diesel0.556200.0007794.577794.741.28x10 -4

Agua0.637530.000675944.229262.821.079x10 -4

Resina polister.448700.0003451300.5712758.6878.37x10 -4

Por ltimo, al trmino de la tabla realizada seguimos con la practica introduciendo un cubo de madera en cada una de las sustancias y observando su comportamiento en cada sustancia ObservacionesAl realizar el peso de cada una de las sustancias nos dimos cuenta que ninguna sustancia tiene la misma masa debido al peso especifico de cada una. As mismo tambin pudimos observar que al introducir el pedazo de madera sobre la superficie de dichas sustancias este se comportaba diferente en cada una, esto a que cada sustancia tiene diferente densidad.

Aceite delgado: El pedazo de madera se hundi a la mitad de su volumen Aceite grueso: El pedazo de madera se hundi un poco ms que en el aceite delgadoPetrleo: El pedazo de madera flotabaDiesel: El pedazo de madera se hundi ms que en el petrleoAgua: El pedazo de madera se sumerge menosResina: El pedazo de madera no se hundi debido a menor densidad

Cuestionario Si colocas un trozo de madera en la superficie de cada lquido, como se comporta este, por qu?El pedazo de madera se comporta diferente en cada sustancia, debido a la densidad y peso especifico de cada sustancia Menciona de que depende la variacin de la densidad de un fluidoDepende del volumen y la temperatura Cules son las propiedades que se identifican y se derivan en esta mesa?Masa, Densidad absoluta, Densidad relativa, Peso especifico, Volumen Qu aplicacin tiene las propiedades analizadas en esta mesa?Para saber el tipo de material a utilizar para el transporte y almacenamiento de los fluidos.

Mesa 2.- Viscosidad dinmica y viscosidad cintica

Finalidad u objetivosEl objetivo principal de esta prctica es observar como los dos tipos de viscosidad se hacen presente y as mismo la adhesin , cohesin y densidad en los diferentes fluidos

Equipo utilizado 5 Recipientes 5 varillas de madera 10 placas de acrlico

Consideraciones teoricasLa viscosidad absolutaoviscosidad dinmica solo se manifiesta en lquidos en movimiento, se ha definido la viscosidad como la relacin existente entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad. La viscosidad cinemtica se conoce con dividir la viscosidad dinmica por la densidad del fluidoLaadhesines la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos superficies desustanciasiguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas porfuerzas intermoleculares.Lafuerza de cohesin es la atraccin entre molculas que mantiene unidas las partculas de una sustancia.Ladensidad es la razn entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Desarrollo de la practicaEmpezamos con impregnar las placas de acrlico con los diferentes fluidos que se encuentran en la mesa(Agua, diesel, petrleo, aceite delgado y aceite grueso), posteriormente colocamos las placas en pares con el fluido de frente.Desplazamos el acrlico de encima a cualquier lado, notando que en los cinco fluidos se tiene que realizar una fuerza diferente a cada fluido para poder desplazarlo , realizado esto, ahora trataremos de separar las placasPor ltimo introducimos las varillas de madera en cada uno de los fluidos, batiremos cada sustancia, sacaremos las varillas madera y observaremos que esfuerzo se hizo en cada una para poder batirla y que fluido fue ms rpido al escurrir

Observaciones Al deslizar las placas se observa que la viscosidad dinamica se hace presente, la viscosid dinmica va aumentado con en el orden de los fluidos: agua, diesel, petrleo, aceite delgado y aceite gruesoAhora, cuando tratamos de separar las placas se hace presente la viscosidad cinemtica, en donde el agua fue ms fcil poder despegarla que el aceite grueso Por ltimo, cuando batimos las sustancias nos pudimos percatar que el petrleo fue el liquido que nos cost menos batir, despus sigui el diesel, agua, aceite delgado y por ultimo aceite grueso y al dejar escurrir las sustancias de las varillas de madera tambin se observa que el petrleo escurri ms rpido, seguido por el diesel, agua, aceite delgado y aceite grueso Cuestionario Qu observas en esta mesa?Que se desplazan con mayor facilidad dependiendo la viscosidad del fluido, el aceite grueso opone mayor resistencia al movimiento, despus el aceite delgado, posteriormente el petrleo, diesel y agua De qu depende la resistencia que presenta al desplazamiento?De la viscosidad dinmica del fluido. A qu esfuerzos estn sometiendo los lquidos al deslizar las placas?Esfuerzo cortante y viscosidad cinemtica y viscosidad dinmica Trata de despegar las placas, De qu depende la fuerza que debe aplicar?Del rea de contacto y la cantidad de fuerza que se aplique al fluido Es la misma propiedad que te permite despegarlas, que la que te permite deslizarlas? Por qu?No, porque una es con cohesin con respecto a la viscosidad y la otra con adhesin Qu lquido te cuesta menos esfuerzo batir? y Cul escurre ms rpido?Petrleo en ambos casos Qu fuerza se antepone al batir el lquido? A qu esfuerzo est sometido el liquido al escurrir? y Qu fuerza permite que el lquido escurra?La densidad se antepone al batir, al esfuerzo cortante y viscosidad y la fuerza que permite al lquido escurrir es la fuerza de gravedad Defina las propiedades que se manifiestan y que se relacionan con esta mesa, mencionando sus ecuaciones y unidades.viscosidad dinmica = Kg/ms = poise= Ns/ m2viscosidad cinemtica = Kg/ms = poise= Ns/ m2

Mesa 3.- Capilaridad Finalidad u objetivosLa principal finalidad de esta prctica es observar las propiedades de los fluidos se hace presente con respecto a la capilaridad, tensin superficial, adhesin y cohesin Equipo utilizado cuatro recipientes Tubos de ensayo de diferente dimetro Papel cinco cuas

Consideraciones teoricasCapilaridad es la cualidad que posee una sustancia de adsorber a otra.

Tensin superficial cantidad de energa necesaria para aumentar su superficie por unidad de rea.

Laadhesines la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos superficies desustanciasiguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas porfuerzas intermoleculares.Lafuerza de cohesin es la atraccin entre molculas que mantiene unidas las partculas de una sustancia.

Desarrollo de la practicaSe cuenta con cuatro recipientes llenos de un lquido(Petrleo, diesel, agua y aceite), en cada recipiente estn introducidos cuatro tubos de ensayo de diferente dimetro

A continuacin se tapa el orificio de arriba de cada uno de los tubos para poder observar el nivel del fluido correspondiente Posteriormente se hacen rollitos de papel, introducindolo en cada fluido y observando en cual sube ms rpido(capilaridad).

Observaciones Se observa que en los cuatro tubos de ensayo de cada fluido es diferente el nivel del fluido que ha subido por su diametro Al igual que al meter el rollito de papel en el agua este absorbe ms rpido que en el resto de los fluidos

En las cuatro cuas se observa los dos tipos de menisco que puede tener un fluido, el menisco cncavo y el menisco convexo

De las cuatro sustancias en la cuas se observa que el mercurio tiene un menisco convexo, esto debido a la fuerza de cohesin es mayor que la fuerza de adhesin

Cuestionario De qu depende la diferencia de niveles entre la superficie libre del agua y el nivel del lquido dentro del tubo?A la medida del dimetro de cada tubo 2.- Existir un lquido donde el nivel dentro del tubo est por debajo del nivel que existe en el recipiente?, por qu?Si, debido a su poca fuerza adherencia del lquido y a su elevada fuerza de cohesin que existe entre sus molculas del lquido. 3.- Por qu los meniscos y curvaturas formadas en el mercurio y en el agua son diferentes en las cuas?Por sus fuerzas de cohesin y adherencia, la cohesin del agua es menor que la del mercurio y la fuerza de adherencia del agua es mayor que la del mercurio 4.- Has rollitos de papel y coloca la punta con mucho cuidado en la superficie de cada lquido, Qu observas?, Por qu se presenta este fenmeno?Se observa que el agua subi ms rpido, se presenta por que el agua tiene mayor fuerza de adherencia y menor fuerza de cohesin 5.- Donde se presentan estos fenmenos en las obras hidrulicas?Tuberas, canales, etc. 6.- Defina las propiedades que se manifiestan y que se relacionan con esta mesa, mencionando sus ecuaciones y mencionando sus unidades en es SICapilaridad: Es la elevacin o descenso de un lquido en un tubo capilar viene producido por la tensin superficial dependiendo de las magnitudes relativas de la cohesin del lquido y de la adhesin del lquido a las paredes del tubo. Los lquidos ascienden en tubos que mojan y descienden en tubos a los que no mojan. La capilaridad tiene importancia en tubos de dimetro menor a 10mm.h=4DTensin superficial: Acta como una pelcula en la interfaz entre la superficie del agua lquida y el aire sobre ella. Las molculas de debajo de la superficie se ven atradas una por la otra y por aquellas que estn en la superficie. En forma cuantitativa, la tensin superficial se mide como el trabajo por unidad de rea que se requiere para llevar las molculas de la parte inferior hacia la superficie del lquido.F=L

Mesa 4.- Tensin superfisial Finalidad u objetivosDeterminar mediante dos tipos de agua la tensin superficial que se provoca al colocar una hora de rasurar sobre la superficie, as como el peso de un aro que cuelga de una balanza de torsion y es sumergido al algua limpia.Equipo utilizado Agua limpia Agua jabonosa Aro Hoja de rasurar Balanza de torsion

Consideraciones teoricasTensin superficial cantidad de energa necesaria para aumentar su superficie por unidad de rea.

Laadhesines la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos superficies desustanciasiguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas porfuerzas intermoleculares.Lafuerza de cohesin es la atraccin entre molculas que mantiene unidas las partculas de una sustancia.

Desarrollo de la practicaEmpezamos con limpiar la hoja de resurar despus de que estuviera totalmente seca la colocamos sobre la superficie del agua limpia.

Despus procedimos con el aro sumergindolo en el agua con jabn, al retirarlo del agua se puede observar que se forma una capa en el rea del aroPor ltimo se observa el peso del aro de la balanza de torsin, despus hacemos bajar el aro hasta sumergirlo en el agua limpia y volvemos a observar el peso

Observaciones Se puede observar que la hoja de rasurar no se hunde y permanece en la superficie, debido a la tensin superficialAl retirar el aro del agua jabonosa se observa que se forma una pelcula en el rea, al reventar una parte de esta el hilo se mueve hacia el otro lado, debido a su membrana elstica Para finalizar, se observa como el peso del aro que pende de la balanza es mayor afuera del agua que al sumergirlo, debido tambin a la tensin superficial.

Cuestionario Limpia y seca perfectamente la hoja de rasurar y con mucho cuidado colcala sobre la superficie del agua, Qu observas?, Por qu es posible esto?Flota, por la tensin superficial. Sumerge el aro para hacer bombas en el agua jabonosa y despus scalo, Por qu se forma una pelcula?Porque el jabn tiene menos fuerza de cohesin y mayor adherencia Si se revienta una parte de la pelcula Qu pasa con el hilo que esta fijo en el centro?, Por qu se comporta as?Se mueve hacia otro lado, porque es una membrana elstica y lo jala. Sumerge el aro de la balanza de torsin en el recipiente que contiene agua limpia, Qu observas?Baja el peso del aro Por qu en agua jabonosa la tensin superficial es menor que en el agua limpia?Porque la cohesin es menos y la adherencia es mayor. Defina las propiedades que se manifiesten en los experimentos realizados anteriormente Adherencia Cohesin Tensin superficial

Mesa 5.- Compresibilidad

Finalidad u objetivosObservar el comportamiento del agua al ejerce una presin para as estudiar la compresiblidad de este lquido Equipo utilizado Jeringa Agua 2 recipientes de diferente volumen vaso de precipitado

Consideraciones teoricasCompresibilidad es todos los cuerpos disminuyen de volumen al someterlos a una presin determinada manteniendo constantes otros parmetros.Presin la relacin que existe entre una fuerza y la superficie sobre la que se aplica.

Desarrollo de la practicaComezamos tomamos la jeringa sin aguja que se encuentra sobre la mesa , tapamos el orificio y comprimimos el embolo, con el embolo comprimido hasta su mxima capacidad lo soltaremos para observar lo que sucedeDespus con la misma jeringa la llenamos de agua y realizamos el procedimiento de la primera parte.Para finalizar tomaremos el vaso de precipitado y lo introduciremos en el recipiente de agua boca abajo, se observa que el agua no entra

Observaciones En la primera parte se observa que el aire que tiene adentro la jeringa se comprime debido a que mayor compresibilidad.Con la jeringa llena determinamos que el agua no se comprime y el embolo no baja como en la jeringa vaca, esto debido a que los gases tienen mayor compresibilidad que los lquidosYa por ultimo nos percatamos que al introducir el vaso de precipitado el volumen del agua del recipiente aumenta esto debido al volumen de aire que contiene el vaso de precipitado, el agua no puede filtrarse en el vaso debido a que el volumen de este est ocupado por el volumen del aire y la presin atmosfrica que tiene el agua con respecto a la del aire.

Cuestionario Tome la jeringa y tapa el orificio, despus, comprima el embolo, despus sultelo. Qu observa?El aire se comprime y el aire se regresa y al soltarlo sale con mucha presin. Ahora llena de agua la jeringa, tapa el orificio y despus comprima el embolo, sultelo. Qu observa?, Qu relacin tiene con el primer ensayo?Que el agua no se comprime y el embolo no baja nada, los gases tienen mayor compresibilidad que los lquidos. Ahora tome el vaso de precipitado e introdzcalo boca abajo hasta el fondo del recipiente con agua. Qu observa en el interior al sumergirlo en el recipiente?El nivel del agua aumenta y no se filtra el agua en el vaso de precipitado. Menciona el por qu de los fenmenos anteriores y sus aplicaciones ms importantes en la hidrulica.Por la presin ejercida en el fluido y su aplicacin es en el bombeo de agua en una red de agua potable. Defina las propiedades que se manifiestan y que se relacionan con esta mesa, mencionando sus ecuaciones y mencionando sus unidades en es SI Compresibilidad: Se refiere al cambio de volumen que sufre una sustancia cuando se le sujeta a un cambio de presin. La cantidad usual que se emplea para medir este fenmeno es el modulo volumtrico de elasticidad o sencillamente mdulo volumtrico.

ConclusionesAl desarrollar esta prctica se pudo demostrar con sencillos experimentos de laboratorio las propiedades ms importantes de un fluido, alcanzamos el objetivo principal de cada experimento para satisfacer estas propiedades. Referencias bibliograficashttp://fcm.ens.uabc.mx/~fisica/FISICA_II/APUNTES/PROPIEDADES_FLUIDOS.htmhttp://virtual.uaeh.edu.mx/repositoriooa/paginas/ecuacion_fundamental_de_la_hidrodinamica/tipos_de_fluidos_y_sus_propiedades.htmlhttp://www.areaciencias.com/fisica/propiedades-de-los-fluidos.htmlhttp://www.astro.ugto.mx/~papaqui/ondasyfluidos/Tema_2.04-Propiedad_de_los_Fluidos.pdfhttp://es.slideshare.net/GarciaMuvdi/propiedades-de-los-fluidosComentario personalEsta prctica se me ha hecho muy interesante debido a que dejamos de lado por un momento la teora y verificamos con experimentos sencillos las propiedades de un fluido, adems que con esta prctica he conocido el laboratorio de hidrulica mi escuela el cual desconoca .