Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CAPÍTULO 1
nuye en dirección ascendente. Cuando se conoce la variación de la densidad
con la elevación, la diferencia de presión entre los puntos 1 y 2 se determina
por integración como
2
¢P P 2 P 1 rg dz
(1-21)
Para densidad constante y aceleración gravitacional constante, esta relación se
reduce a la ecuación 1-18, como se esperaba.
La presión en un fluido en reposo no depende de la forma o sección transversal
del recipiente. Cambia con la distancia vertical, pero permanece constante
en otras direcciones. De ahí que en un determinado fluido la presión sea
la misma en todos los puntos de un plano horizontal. El matemático holandés
Simon Stevin (1548-1620) publicó en 1586 el principio ilustrado en la figura
1-47, donde se observa que las presiones en los puntos A, B, C, D, E, F y G
son las mismas puesto que están a la misma profundidad e interconectadas
por el mismo fluido estático. Sin embargo, las presiones en los puntos H e I
no son las mismas puesto que estos dos puntos no pueden estar interconectados
por el mismo fluido (es decir, no se puede trazar una curva del punto I al
punto H mientras se está en el mismo fluido todo el tiempo), aunque se hallen
a la misma profundidad. (¿Es posible decir en qué punto la presión es mayor?)
Asimismo, la fuerza de presión ejercida por el fluido siempre es normal a la
superficie en los puntos especificados.
Una consecuencia de la presión en un fluido que permanece constante
en la dirección horizontal es que la presión ejercida sobre un fluido incompresible
dentro de un recipiente rígido, se transmite a todos los puntos del
mismo con el mismo valor. Esto se llama ley de Pascal, en honor a Blaise
Pascal (1623-1662), quien también sabía que la fuerza ejercida por un fluido
es proporcional al área superficial. Comprendió que dos cilindros hidráulicos
de áreas diferentes podían ser conectados y que el más grande se podía usar
para ejercer una fuerza proporcionalmente mayor que la aplicada al menor. La
1
h
FIGURA 1-46
1
2
P 1 = P atm
P 2 = P atm + rgh
La presión en un líquido se incrementa
de forma lineal con la profundidad desde
la superficie libre.
P atm
Agua
h
A B C D E
F
G
P A = P B = P C = P D = P E = P F = P G = P atm + rgh
P H P I
Mercurio
H
I
FIGURA 1-47
La presión ejercida por un determinado fluido es la misma en todos los puntos de un plano horizontal, sin considerar
la configuración geométrica, siempre y cuando los puntos estén interconectados por el mismo fluido.