Concepto de hidráulica. Concepto de fluido. Líquidos gases. Diferencia entre líquidos y gases. Estructura atómico-molecular de la materia: Materia, moléculas, átomos, protones, neutrones, núcleo, electrones. Propiedades generales del agua. Estados del agua. Calor latente de fusión. Calor latente de vaporización.
Abstract: basic hydraulics for firefighters. Hydraulics concept. Fluid concept. Liquid gases. Difference between liquids and gases.
CONOCIMIENTOS GENERALES SOBRE HIDRÁULICA
CURSO DE HIDRÁULICA BÁSICA PARA BOMBEROS
1. CONCEPTOS GENERALES SOBRE HIDRÁULICA
Hidráulica es la parte de la física que estudia los fluidos.
Los líquidos gases reciben el nombre de fluidos.
Los fluidos son cuerpos que adoptan la forma del recipiente que los contiene.
Los fluidos están constituidos por moléculas, las cuales están unidas entre sí por unas fuerzas de conexión relativamente pequeñas.
Así se explica el hecho de ofrecer poca resistencia a la deformación.
• La diferencia entre líquidos y gases es que los primeros se caracterizan por el hecho de ser prácticamente incomprensibles y por tanto tienen volumen constante a una determinada temperatura, mientras que los gases se pueden comprimir y tienen tendencia a ocupar el volumen de que disponen si no hay presión sobre ellos.
En este tema nos vamos a ocupar exclusivamente de los líquidos y en particular de agua, teniendo en cuenta que las leyes hidráulicas son generales y para todos los líquidos.
1.1. CONCEPTO DE FLUIDO
La materia, en condiciones habituales de presión y temperatura, se presenta en tres estados de agregación, líquido, gaseoso o sólido.
Con solo observar un sólido vemos que tiene una forma y un volumen definidos, mientras que un líquido conserva su volumen adoptando la forma del recipiente que lo contiene, y mostrando una superficie libre. En cambio un gas no tiene ni forma ni volumen propio.
La diferencia entre los estados de la materia se debe a las fuerzas de cohesión interna de las moléculas, características de cada sustancia.
Estructura atómico-molecular de la materia:
Podemos justificar este comportamiento, recordaremos brevemente como es la estructura atómico-molecular de la materia.
Los objetos que forman parte del universo están constituidos por lo que se conoce como materia.
La materia se puede dividir en pequeñas porciones hasta llegar a una porción mínima, que se conoce como moléculas, que es la más pequeña partícula de un cuerpo que conserva las mismas propiedades que éste.
Una molécula esta formada por una serie de partes más pequeñas denominadas átomos.
Si los átomos que forman una molécula son iguales, a la sustancia se le conoce como cuerpo simple (elemento) si por el contrario los átomos son distintos lo llamamos cuerpo compuesto.
• El átomo es la partícula más pequeña de un cuerpo simple y su estructura esta formada por una parte central que se llama núcleo. En él esta concentrada la mayor parte de la masa del átomo.
Contiene protones (partículas eléctricamente positivas) y neutrones (partículas eléctricamente neutras). Alrededor de este núcleo giran una o más partículas más pequeñas, con cargas eléctricas negativas llamadas electrones. Los electrones se mueven alrededor del núcleo y están ligados a éste por fuerzas de naturaleza nuclear.
Pero también existen Las fuerzas de atracción entre las moléculas que forman la materia. Para el caso de un sólido son tan grandes que éste tiende a mantener su forma, pero éste no es el caso de los fluidos (líquidos y gases), donde la fuerza de atracción entre las moléculas es más pequeña.
Una distinción entre sólidos y fluidos queda establecida por su diferente respuesta frente a la acción de una fuerza: los sólidos se deformarán mientras persista la misma, y recuperaran su forma primitiva total o parcialmente cuando cese este esfuerzo, debido a la existencia de una fuerza que se opone a la aplicada.
Sin embargo, los fluidos fluirán por pequeño que sea el esfuerzo, es decir, cambiarán continuamente de forma, mientras persista dicho esfuerzo, ya que no presentan una fuerza que se oponga a la aplicada, lo que indica que no hay tendencia a recuperar la forma primitiva al cesar el esfuerzo aplicado.
1.2. PROPIEDADES GENERALES DEL AGUA
El agua está compuesta por hidrógeno y oxígeno en la proporción de un gramo de hidrógeno por cada ocho gramos de oxígeno.
Los estados en que se puede encontrar son; líquido, sólido y vapor.
Si se supone que la presión existente es la atmosférica, el agua en estado sólido (hielo) se encuentra a una temperatura inferior a 0ºC, en estado líquido a una temperatura entre 0º C y 100º C y en estado gaseoso a una temperatura superior a 100º C. Como se puede observar:
Al variar la temperatura el agua cambia de estado
Para que un gramo de agua en estado sólido a 0º C pase a agua en estado líquido, se deben suministrar 80 calorías. Este calor que se suministra, para cambiar de sólido a líquido se denomina "calor latente de fusión".
Para seguir aumentando la temperatura del agua en estado líquido se ha de suministrar una caloría por cada gramo que se quiera aumentar.
Para pasar el agua en estado líquido a 100º C a estado gaseoso a 100º C, se necesitan 540 calorías, este calor se denomina "calor latente de vaporización".
El volumen que ocupa un litro de agua varía dependiendo de la temperatura a la que se encuentre
El mínimo volumen que ocupa un litro de agua es de 1 dm³, a 4º C de temperatura.
Si se aumenta o disminuye esta temperatura, el agua aumentará de volumen
• Si se aumenta la temperatura, el aumento de volumen es lento de tal forma que un kilo de agua a 4º C ocupa 1000 cm³, pero a 100º C ocupa 1.400 cm³.
• Si se disminuye la temperatura al cambiar el estado de líquido a sólido a 0º C el volumen que ocupan los 1000 gramos de agua helada es de 1090 cm³.
Esto puede crear desperfectos en elementos llenos de agua al disminuir la temperatura.
• En el cambio de estado de líquido a vapor un litro de agua se convierte en 1700 litros de vapor de agua.
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4 Comentarios
muchas gracias, interesante los conceptos.
ResponderEliminarGracias por visitarnos, un saludo.
Eliminarexcelente material. Felicitaciones
ResponderEliminarGracias compañero
EliminarAyúdanos a mejorar nuestros contenidos!!!
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