COMPRESIBILIDAD
La capacidad que tiene la materia de disminuir su volumen cuando
se aumenta la presin sobre ella manteniendo la temperatura
constante, recibe el nombre de compresibilidad.El factor
decompresibilidades un nmero positivo en los sistemas establesya
que cuando aumenta la presin siempre disminuye el volumen; en los
sistemas inestables se puede observar un efecto
contrario.Dependiendo del estado de agregacin de la materia el
factor decompresibilidad, que es la relacin que existe entre el
aumento de presin y disminucin de volumen, vara, siendo mayor en el
estado gaseoso y menor en el estado slido. Esto significa que un
gas disminuye ms su volumen al aplicar una pequea presin y un slido
requiere de una gran presinpara disminuir un poco su volumen.
Variacin de volmenes por unidad de volumen (V/V), dividida por
el incremento de presin (p) que la origino. Coeficiente de
compresibilidad K:
Signo - : a un aumento de presin le corresponde una disminucin
volumen Mdulo de elasticidad volumtrica K:
Unidades: iguales que las de presion
Los lquidos tienen una compresibilidad muy reducida
Mdulo De elasticidad Volumtrico o Comprensibilidad (k o E)
Expresa la comprensibilidad de un lquido, ste es importante
cuando se involucran cambios en la temperatura, un caso es la
convencin libre; existe un decrecimiento en el volumen de v-v
cuando la presin del volumen unitario del lquido se incrementa en
p, se denota por la siguiente ecuacin: k= (-p)/(v/v) (2)
Fluidos
AerostticaHidrosttica
COMPRESIBLESCuando la densidad de un fluido no puede
considerarse constante para los clculos bajo condisiones estticas
Como en un gas. La mayora de los gases se consideran como fluidos
compresibles en algunos casos donde los cambios de T y P son
grandes. :variable :constante
INCOMPRESIBLESSi se ve poco afectado por los cambios de presin.
Su densidad es constante para los clculos. La mayora de los lquidos
son incompresibles. Los gases tambien pueden ser considerados
incompresibles cuando la variacin de la presin es pequea en
comparacin con la presin absoluta. :constante
Compresibilidad de un Lquido La compresibilidad es el cambio de
volumen debido a un cambio de presin. Para un lquido es
inversamente proporcional a su mdulo de elsticidad volumtrico,
tambin denominado: Coeficiente de Compresibilidad.Ev = -vdP/dv =
-(v/dv)*dP [=] psia Ev: en tablas a diferentes T y P
Compresibilidad de un Gas La compresibilidad es el cambio de
volumen debido a un cambio de presin. Para un gas involucra el tipo
de proceso P*v=constanteEv = -vdP/dv = nP [=] psia n=1 procesos
isotrmicos n=K procesos adiabticos-isentrpicos
ELASTICIDAD:Se caracterizan por ser muy elsticos, pueden
expandirse con gran facilidad y los gases tambin Ejemplo:Coloco un
vaso de H2O en una tina, el lquido se extiende por toda la tina
Los lquidos tienen la propiedad de aumentar su volumen cuando se
les disminuye la presin (Berthelot, ao 1850). Enseguida Worthington
comprob que el aumento de volumen debido a una depresin, tiene el
mismo valor absoluto que la disminucin de volumen, para una
compresin de igual valor absoluto. Son iguales los mdulos
volumtricos de elasticidad para la depresin y la compresin. Los
gases disueltos son afectados por esta propiedad cuando se trata de
grandes presiones.Mdulo volumtrico de elasticidadEl mdulo
volumtrico de elasticidad ( E ) expresa la compresibilidad de un
fluido. Es la relacin de la variacin de presin a la variacin de
volumen por unidad de volumen.
Para los gases: Siendo:
Remplazando en la expresin anterior de E.
La compresin de los gases puede tener lugar de acuerdo con
diversas leyes de la termodinmica. Para la misma masa de gas sujeta
a dos estados diferentes tenemos:
Donde:p = presin absoluta; = Peso especfico R = Constante del
gas; T = temperatura en K W = peso
Para condiciones isotrmicas (temperatura constante), la expresin
anterior se transforma en:
Derivando:
Reemplazando en la expresin de E = dp/d Tenemos: E = pPara
condiciones adiabticas o isoentrpicas (sin intercambio de calor)
las expresiones anteriores se convierten en:
Tambin:Y:
Donde k es la relacin de calores especficos a presin constante y
a volumen constante.- Se le llama tambin exponente adiabtico.