Capítulo 02. Propiedades de los fluidos

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-81 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-81 Escriba un ensayo sobre los aceites que se utilizan en motores de automóviles en las estaciones del año y sus viscosidades. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-80 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-80 Escriba un ensayo sobre el ascenso del fluido hasta la punta de los árboles por el efecto de capilaridad y otros efectos. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-79 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-79 Diseñe un experimento para medir la viscosidad de líquidos, use un embudo vertical con un recipiente cilíndrico de altura h y una sección angosta de flujo de diámetro D y longitud L. Establezca las hipótesis…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-78 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-78 Considere una chumacera de 30 cm de largo que se lubrica con aceite cuya viscosidad es de 0.1 kg/m
s a 20°C al principio de la operación, y de 0.008 kg/m
s a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-77 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-77 Deduzca una relación para el ascenso por capilaridad de un líquido entre dos grandes placas paralelas separadas una distancia t que se introducen en el líquido verticalmente. Tome el ángulo de contacto como f. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-76I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-76I Se inserta un tubo de vidrio de 0.9 pulgadas de diámetro en mercurio, el cual forma un ángulo de contacto de 140° con el vidrio. Determine el descenso por capilaridad del mercurio en el tubo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-75 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-75 En algunos sistemas de amortiguación se usa como amortiguador un disco circular sumergido en aceite, como se muestra en la figura P2-75. Demuestre que el par de torsión de amortiguamiento es proporcional a la velocidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-74 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-74 Algunos fluidos no-newtonianos se comportan como un plástico de Bingham, para los cuales el esfuerzo cortante se puede expresar como t
ty  m(du/dr). Para el flujo laminar de un plástico de Bingham en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-73 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-73 Considere el flujo laminar de un fluido newtoniano de viscosidad m entre dos placas paralelas. El flujo es unidimensional y el perfil de velocidad se da como u(y)
4umáx [ y/h (y/h)2], donde y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-72 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-72 La variación de la viscosidad dinámica del agua con la temperatura absoluta se da como:Con los datos de la tabla desarrolle una relación para la viscosidad en la forma de m
m(T)
A…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-71 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-71 Un tanque cerrado está parcialmente lleno con agua a 60°C. Si se extrae por completo el aire que se encuentra sobre la superficie del agua, determine la presión absoluta en el espacio que se ha…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-70I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-70I Lo típico de las bombas es que la presión en el lado de la succión sea baja y las superficies en ese lado de la bomba son susceptibles a la cavitación, en especial a temperaturas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-69 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-69 Se suelen conocer las gravedades específicas de los sólidos y los fluidos portadores de una pasta aguada, pero la gravedad específica de esta última depende de la concentración de las partículas sólidas. Demuestre que la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-68 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-68 En general, la composición de un líquido con partículas sólidas suspendidas se caracteriza por la fracción de esas partículas, en peso o masa Cs, masa
ms/mm o en volumen, Cs, vol
Vs/Vm donde…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-67 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-67 Un tanque de 20 m3 contiene nitrógeno a 25°C y 800 kPa. Se deja escapar algo del nitrógeno hasta que la presión en el tanque baja a 600 kPa. Si la temperatura en este punto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-66 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-66 Antes de realizar un viaje, se mide la presión absoluta de un neumático de un automóvil: 290 kPa y, después de ese viaje, 310 kPa. Suponiendo que el volumen del neumático permanece constante a 0.022…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-65 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-65 Contrario a lo que el lector podría esperar, una bola de acero sólido puede flotar sobre el agua debido al efecto de la tensión superficial. Determine el diámetro máximo de una bola de acero que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-64 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-64 Se va a medir la tensión superficial de un líquido con el apoyo de una película de éste que está suspendida en un marco de alambre con forma de U con un lado movible de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-63 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-63 Los nutrientes disueltos en el agua los llevan hasta las partes superiores de las plantas diminutos tubos, en parte debido al efecto de capilaridad. Determine hasta qué altura ascenderá la solución acuosa en un árbol,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-62 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-62 Determine la presión manométrica en el interior de una pompa de jabón cuyo diámetro es de a) 0.2 cm y b) 5 cm a 20°C. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-61 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-61 Se introduce un tubo de diámetro de 1.9 mm en un líquido desconocido cuya densidad es de 960 kg/m3 y se observa que el líquido asciende 5 mm en el tubo y forma un ángulo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-60I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-60I Se introduce un tubo cuyo diámetro es de 0.03 pulgadas en queroseno a 68°F. El ángulo de contacto del queroseno con una superficie de vidrio es de 26°. Determine el ascenso por capilaridad del queroseno…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-59C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-59C El efecto de capilaridad ¿es mayor en los tubos de diámetro pequeño o en los de diámetro grande? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-58C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-58C Se inserta un tubo de diámetro pequeño en un líquido cuyo ángulo de contacto es 110°. El nivel del líquido en el tubo ¿ascenderá o descenderá? Explique. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-57C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-57C ¿Qué es el efecto de capilaridad? ¿Qué lo causa? ¿Cómo lo afecta el ángulo de contacto? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-56C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-56C Considere una pompa de jabón. La presión dentro de la pompa ¿es más alta o más baja que la del exterior? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-55C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-55C ¿Qué es la tensión superficial? ¿Qué la causa? ¿Por qué la tensión superficial también recibe el nombre de energía superficial? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-54 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-54 Repita el problema 2-53 para umáx
5 m/s. Respuesta: b) 0.942 N Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-53 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-53 En las regiones alejadas de la entrada, el flujo de un fluido por un tubo circular es unidimensional y el perfil de velocidad para el flujo laminar se expresa como u(r)
umáx(1 r2/R2), donde…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-52I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-52I ISe va a medir la viscosidad de un fluido con un viscosímetro construido con dos cilindros concéntricos de 3 pies de largo. El diámetro interior del cilindro exterior mide 6 pulgadas y la brecha entre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-51 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-51 Se va a medir la viscosidad de un fluido con un viscosímetro construido de dos cilindros concéntricos de 75 cm de largo. El diámetro exterior del cilindro interior es de 15 cm y la brecha…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-50 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-50 La viscosidad de algunos fluidos, llamados fluidos magnetorreológicos (MR), cambia cuando se aplica un campo magnético. Esos fluidos contienen partículas magnetizables con tamaño del orden de micras, suspendidas en un líquido portador apropiado y son adecuados…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-49 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-49 La viscosidad de algunos fluidos cambia cuando se aplica un fuerte campo eléctrico en ellos. Este fenómeno se conoce como efecto electrorreológico (ER) y los fluidos que muestran un comportamiento de este tipo se conocen…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-48 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-48 Se usa una bomba para transportar agua hasta un depósito alto. Si la temperatura del agua es de 25°C, determine la presión más baja que puede existir en la bomba sin cavitación. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-47 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-47 El sistema de embrague que se muestra en la figura P2- 47 se usa para transmitir par de torsión mediante una película de aceite con m
0.38 N
s/m2 que está entre dos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-46 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-46 Un cuerpo en forma de cono cortado gira a velocidad angular constante de 200 rad/s en un recipiente lleno conaceite SAE 10W a 20°C (m
0.1 Pa
s), como se muestra en la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-45 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-45 Se jala horizontalmente de una placa plana delgada de 20 cm 20 cm a 1 m/s a través de una capa de aceite de 3.6 mm de espesor, que está entre dos placas, una estacionaria…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-44 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-44 Considere el flujo de un fluido con viscosidad m por un tubo circular. El perfil de velocidad en el tubo se expresa como u(r)
umáx(1 r n/Rn), en donde umáx es la velocidad máxima…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-43 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-43 Se debe mover un bloque de 50 cm 30 cm 20 cm que pesa 150 N a una velocidad constante de 0.8 m/s sobre una superficie inclinada con un coeficiente de fricción de 0.27. a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-42C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-42C ¿Cómo varía la viscosidad cinemática de a) los líquidos y b) los gases con la temperatura? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-41C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-41C ¿Cómo varía la viscosidad dinámica de a) los líquidos y b) los gases con la temperatura? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-40C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-40C 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?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-39C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-39C ¿Qué es un fluido newtoniano? ¿Es el agua un fluido newtoniano? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te sirvió el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-38C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-38C ¿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? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-37 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-37 La densidad del agua de mar en una superficie libre donde la presión es de 98 kPa es aproximadamente de 1 030 kg/m3. Tome el módulo de elasticidad de volumen del agua de mar como…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-36 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-36 Repita el problema 2-35 para una expansión volumétrica de 1 por ciento para el agua. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-35 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-35 Un tanque se llena por completo con agua líquida a 20°C. El material del tanque es tal que puede soportar tensión causada por una expansión volumétrica de 2 por ciento. Determine la elevación máxima en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-34 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-34 Se enfría líquido saturado de refrigerante-134a a 10°C hasta 0°C, a presión constante. Con los datos del coeficiente de expansión volumétrica determine el cambio en la densidad del refrigerante. Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-33 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-33 Se calienta agua a 15°C y una presión de 1 atm hasta 100°C, a presión constante. Con los datos del coeficiente de expansión volumétrica, determine el cambio en la densidad del agua. Respuesta: 38.7 kg/m3…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-32 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 2-32 Se comprime en forma isotérmica agua a la presión de 1 atm hasta una presión de 800 atm. Determine el incremento en la densidad del agua. Tome la compresibilidad isotérmica del agua como 4.80 105…