Fenomenos_primer_parcial

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
FUNDAMENTOS Y FENÓMENOS DEL TRANSPORTE
“TAREA PRIMER PARCIAL”
PROFRA: MARTHA ELENA RUIZ GARCÍA
ALUMNOS: 
-GARCÍA RETANA ALEJANDRA MARISOL
-MORALES RODRÍGUEZ JORGE
-VICENTEÑO FERNANDO
2iv34
Joseph Oakland Hirschfelder
1911—1990
	
Joseph Oakland Hirschfelder
27 Mayo 1911 30 Marzo 1990
*BIOGRAFÍA Y APORTACIONES
Hirschfelder nació en Baltimore, Maryland, el 27 de mayo de 1911. Hijo de Arthur Douglas y May Rosalie Hirschfelder. Hirschfelder era un estudiante en la Universidad de Minnesota de 1927 a 1929 y en Yale de 1929 a 1931. Durante este período, encontró que no estaba particularmente interesado en las ciencias experimentales y decidió hacer el trabajo teórica en física teórica y química.
En 1937 él fue a la universidad de Wisconsin, en 1940 se convirtió en instructor en química y física y en 1941 fue nombrado profesor asistente en el Departamento de Química
 En 1945-46 fue jefe de física teórica en la Estación Naval de Pruebas de Ordenanza en Inyokern, California, y en 1946 sirvió como el principal fenomenólogo en las pruebas de la bomba atómica. 
Estas experiencias de guerra expusieron a Hirschfelder a una multitud de problemas prácticos, lo que le obligó a tener un fuerte interés en hechos experimentales
y los fenómenos. 
 Durante el proyecto de la bomba atómica Hirschfelder trabajó con Hans Bethe y John Magee sobre la dinámica de las explosiones nucleares, Incluyendo la formación de la bola de fuego y el choque de ola. 
 También estudió relaciones gama-energía para la penetración dee protones de alta energía, dispersión múltiple de Klein-Nishina y la predicción de precipitaciones de explosiones nucleares.
 Hirschfelder tenía una agenda muy ambiciosa para su laboratorio, incluyendo ambos estudios teóricos (ecuación de estado de los gases Y líquidos, cálculos de propiedades de transporte, llamas, ondas de choque, fenómenos, fuerzas intermoleculares) y proyectos experimentales (Velocidades de llama, fenómenos críticos, equilibrios de fases, Interferometría). 
 En 1950 había decidido que era el momento de resumir parte del trabajo realizado en su laboratorio y combinar esta información con la de otros centros de investigación. En el verano de 1950 invitó a varios de sus antiguos colaboradores con él en esta aventura. El primer proyecto fue el libro hecho en 1950 y el segundo borrador fue preparado en 1951 la revisión, edición y corrección de pruebas tomó alrededor de un año y medio 
 En la primavera de 1954, se publico su tratado "LA TEORIA MOLECULAR DE GASES Y LIQUIDOS". El libro pronto fue apodado MTGL, 
 El libro MTGL puso de manifiesto que no pueden hacerse el cálculo de las propiedades físicas hasta que se conozca más acerca de las fuerzas intermoleculares Comenzó a concentrar sus esfuerzos en esta area. 
 Se interesó por las posibilidades de hacer Cálculos de las fuerzas entre moléculas
 La producción científica de Hirschfelder incluía más de 250 científicos papeles, varios volúmenes editados, varios capítulos en manuales y el tratado MTGL.
 En 1953 Hirschfelder se casó con Elizabeth (Betty) Stafford Sokolnikoff, autora de libros de texto muy admirada y profesora de matemáticas en el campus de la Universidad de Wisconsin.
*PREMIOS Y DISTINCIONES
1953 - Elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias 
1959 - Elegido miembro de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias 
1965 - Elegido miembro de la Real Sociedad Noruega 
1966 - El Premio Peter Debye de la Sociedad Americana de Química 
1966 - Medalla de Oro Edgerton del Instituto de combustión 
1976 - La Medalla Nacional de Ciencia 
1978 - Grado honorario de la Universidad de Marquette 
1980 - Grado honorario de la Universidad del Sur de California 
1981 - Elegido miembro de la Real Sociedad de Química de Gran Bretaña 
1981 - Medalla de Plata de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos 
PRIMER CUESTIONARIO
1.-Comparar la ley de la viscosidad de newton y la ley de la elasticidad de Hooke ¿Cuál es el origen de estas leyes?
 *LEY DE HOOKE
La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle.
F=k⋅(x−x0)
Donde:
· F es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el muelle.
· k es la constante elástica del muelle, que relaciona fuerza y alargamiento. 
· x0 es la longitud del muelle sin aplicar la fuerza.
· x es la longitud del muelle con la fuerza aplicada.
*LEY DE VISCOSIDAD DE NEWTON 
La ley de viscosidad de Newton es: Para los fluidos Newtonianos la viscosidad permanece constante a pesar de los cambios en el esfuerzo cortante. Esto no implica que la viscosidad no varíe sino que la viscosidad depende de otros parámetros como la temperatura, la presión y la composición del fluido. 
Los fluidos que cumplen la expresión siguiente se denominan Newtonianos. 
2.-¿Cuáles son los significados físicos de los parámetros de Lennard-Jones y como puede determinarse a partir de datos de viscosidad?
Las propiedades de transporte, necesarias en las ecuaciones de variación, se han obtenido a partir de la teoría cinética en términos de dos parámetros Ɛ y σ de la función de energía potencial. Puede determinarse con datos de viscosidad a partir de las tablas del apéndice E-1
3.-El potencial de Lennard-Jones depende solo de la separación intermolecular. ¿Para qué tipos de moléculas podría esperarse que este tipo de potencial sea inapropiado?
Solo se abordan gases monoatómicos a baja densidad, podría esperarse ser inapropiado para gases poliatómicos, líquidos monoatómicos y líquidos poliméricos. 
4.-La viscosidad del fluido A es el doble de la viscosidad del fluido B. ¿Qué fluido se esperaría que fluyese más rápido a través de un tubo horizontal de longitud L y radio R cuando se impone la misma diferencia de presión? 
La viscosidad de un líquido disminuye al aumentar la temperatura y aumenta al crecer la presión. Por lo que él se espera que el fluido B fluyese más rápido a través del tubo. 
SEGUNDO CUESTIONARIO
1.-Resumir el procedimiento utilizado en la solución de problemas de flujo de viscosidad por el método de balances de envoltura. ¿Qué tipos de problemas pueden resolverse por este método? ¿Cuáles no pueden resolverse por el mismo método?
-Establecer coordenadas
-Establecer criterios (régimen permanente, flujo laminar, proceso isotérmico, fluido newtoniano)
-Diagrama macroscópico y de elemento diferencial de volumen
-Balance de cantidad de movimiento
.Integrar la ecuación diferencial con valores en la frontera (condiciones limite) obteniendo las constantes de integración.
-Igualar la ecuación de viscosidad de newton obteniendo el perfil de velocidades
-Con valores en la frontera determinar la velocidad máxima, a partir de la ecuación de perfil de velocidades.
-Determinación del caudal.
A través de este método se podrán resolver problemas ÚNICAMENTE de fluidos Newtonianos. 
2.-¿Cómo se definen los números de Reynolds para películas, tubos y esferas? ¿Cuáles son las dimensiones de Re?
	PELÍCULAS
	TUBOS
	ESFERAS
	
Re=4S>vz<ƥ/µ
	
Re=D>vz< ƥ/µ
	
Re=DV∞ ƥ/µ
	-Laminar con ondulaciones despreciables: Re<20
-Laminar con ondulaciones pronunciadas: 20<Re<1500
-Flujo turbulento: Re>1500
	
D=2R
	
Re=1
3.-¿Cuál es la definición de primera derivada y como se utiliza esta función en relación con los balances aplicados a una envoltura?
Derivada PARCIAL o LOCAL: Es la variación de una condición o propiedad con el tiempo para un punto fijo en el espacio. En un punto fijo (P), podemos analizar la variación de la velocidad de las partículas de fluido que circulan por aquel con el transcurso del tiempo, esto da lugar a la "Derivada parcial de la velocidad del fluido" en el punto (P), es decir, en símbolos
4.-¿Qué limitaciones se deben de hacer para realizar el balance de envolventes?
**IdentificarGeneración. La cantidad de movimiento puede ser originada, en el elemento de volumen, por dos tipos de fuerzas
 -Presión, que actúa en la superficie de la envoltura. � 
 -Gravitación, que lo hace en todo el volumen. 
** Verificar el Estado de Régimen. Para el estado estacionario no existe acumulación de cantidad de movimiento, es decir, no habrá fuerza resultante actuando sobre el volumen de fluido, o lo que es lo mismo, no existirá aceleración. 
**Definir las Condiciones Límite o de Frontera. Para los balances envolventes de cantidad de movimiento se pueden identificar tres condiciones de frontera; �
 Interfase sólido-fluido: la velocidad del fluido es nula con respecto al sólido en la interfase, de acuerdo a la ya mencionada condición de no-deslizamiento. �
 Interfase líquido-gas: se considera que no hay resistencia en la fase líquida por parte de la fase gaseosa, por lo que el gradiente de velocidad y el esfuerzo cortante en el líquido es nulo. � Interfase líquido-líquido: para líquidos inmiscibles de distinta densidad, hay continuidad en ambos lados de la interfase, siendo la velocidad idéntica y común en la interfase para cada líquido.
 **Condición Inicial: no existe por ser estado estacionario.
 **Parámetros y Requisitos: temperatura y propiedades físicas constantes. Trayectoria de las partículas de fluido rectilíneas y paralelas, régimen de flujo laminar.