Fundamentos de la Mecánica de Fluidos: Presión, Temperatura y Leyes de los Gases

Fluido: Sustancia en la que las moléculas que la forman no ocupan posiciones fijas con respecto a las demás, sino que pueden moverse libremente de unas posiciones a otras, venciendo las fuerzas moleculares de cohesión. Los rozamientos entre moléculas por fuerzas de cohesión no son inapreciables en los gases y varían en líquidos.

Los líquidos tienen volumen constante y se adaptan a la forma de la vasija que los contiene. Los gases ocupan todo el volumen disponible. Los gases son compresibles, mientras que los líquidos no lo son.

Fluido perfecto: Líquido incomprensible sin fuerza de cohesión.

Presión

Si en la pared de un recipiente que contiene un fluido perfecto practicamos un orificio y adosamos un émbolo que se mueva sin rozamiento, tendremos que ejercer sobre él una fuerza que equilibre la fuerza ejercida por el fluido.

Calor y Temperatura

El calor es la suma total de la energía cinética de sus moléculas. La temperatura es la medida del promedio de la energía cinética de las distintas moléculas en un instante dado.

Al aumentar la temperatura de los cuerpos, varían algunas de sus propiedades físicas.

Termómetro

Aparato que mide la temperatura. Según la variación del fenómeno físico que estudiemos, aparecerán varios tipos de termómetro. Los más conocidos son los de dilatación, que aprovechan la variación de volumen experimentada en los cuerpos con la variación de temperatura.

Los termómetros de mercurio constan de un pequeño depósito de vidrio que se prolonga en un tubo capilar de sección constante donde se aloja el mercurio hasta una determinada altura. El tubo capilar se gradúa según la escala termométrica empleada, utilizándose en todos los casos dos puntos fijos que son la temperatura de fusión del hielo y la de ebullición del agua, determinados ambas a 760 mm de mercurio de presión (1 atm).

Escalas Termométricas

• Centígrada (ºC): 0-100
• Réaumur: 0-80
• Fahrenheit: 32-212

Variables de Estado

Las variables de estado determinan cuál es el estado de un sistema. Estas son la presión (P), el volumen (V) y la temperatura (T).

• T constante: cambian P y V.
• P constante: cambian T y V.
• V constante: cambian P y T.

Ley de Boyle-Mariotte

Mientras permanezcan fijas la masa y la temperatura de un gas, las variaciones de volumen son inversamente proporcionales a las variaciones de presión; a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen es constante.

P1 x V1 = P2 x V2