MFAC 2

Según la definición del Diccionario R.A.E. de 1992 recogida en la diapositiva, ¿cómo se define la mecánica?. Parte de la física que trata del equilibrio y del movimiento de los cuerpos sometidos a cualesquiera fuerzas. Disciplina dedicada al cálculo analítico de las expansiones en serie de Taylor de primer y segundo orden. Ciencia que evalúa la disipación viscosa y las tensiones tangenciales en fluidos en régimen estacionario. Rama de la ciencia centrada exclusivamente en el estudio estático de los líquidos incompresibles y gases.

¿Cómo se describe el concepto de fluido según la misma referencia bibliográfica de la R.A.E.?. Cualquier cuerpo cuyas moléculas tienen entre sí poca o ninguna coherencia, y toma siempre la forma del recipiente que lo contiene. Un medio continuo gaseoso que carece totalmente de viscosidad cinemática y de propiedades de disipación interna. Una sustancia elástica caracterizada por mantener un volumen y una forma propios independientes del contorno del recipiente. Un cuerpo con elevada rigidez molecular y resistencia fija a la deformación angular bajo la acción de fuerzas externas.

¿Qué abarca el estudio de la Mecánica de Fluidos según la definición proporcionada?. Estudia de forma exclusiva los perfiles de velocidad lineal y el número de Brinkman entre placas paralelas móviles. Analiza únicamente la variación temporal de la temperatura y la conductividad térmica en regímenes de tipo laminar. Se concentra exclusivamente en la evaluación experimental de los flujos de Couette estacionarios y bidimensionales. Se ocupa del estudio de los fluidos en reposo (fluidoestática) y movimiento (fluidodinámica) y de las fuerzas que actúan sobre ellos.

¿Cómo se comportan los sólidos frente a la capacidad de deformación ante un esfuerzo tangencial o cortante (tau)?. Carecen totalmente de coherencia molecular interna y experimentan cambios volumétricos máximos bajo la acción de cualquier fuerza externa aplicada. Se deforman poco y su fuerza de resistencia es proporcional a la deformación, presentando una deformación estática finita descrita por la ley de Hooke. Se adaptan completamente a la forma del recipiente que los contiene manteniendo un esfuerzo cortante nulo cuando se encuentran en situación de reposo. Se deforman indefinidamente de forma continua con una velocidad de deformación directamente proporcional al esfuerzo cortante aplicado en régimen.

¿Qué características definen la deformación de un fluido bajo la acción de un esfuerzo cortante?. Mantienen una rigidez estructural elevada que impide cualquier adaptación a la forma del recipiente contenedor a menos que se supere el umbral elástico. Se deforman con más facilidad de forma indefinida, siendo su resistencia proporcional a la velocidad de deformación y con esfuerzo cortante nulo en reposo. Presentan una deformación estática finita que crece de manera lineal con el esfuerzo aplicado siempre que este se mantenga dentro de los límites de la ley de Hooke. Ofrecen una fuerza de resistencia a la deformación que resulta directamente proporcional al desplazamiento angular estático alcanzado sin importar el tiempo.

¿Qué diferencia fundamental se destaca entre líquidos y gases en relación con su densidad?. La densidad de los líquidos es muy superior a la de los gases, lo que conlleva importantes implicaciones en las fuerzas. La densidad de los líquidos se anula por completo al aplicarse un esfuerzo tangencial o cortante directo. La densidad de ambos fluidos se mantiene constante e idéntica bajo cualquier variación de presión exterior. La densidad de los gases supera de forma drástica a la de los líquidos en condiciones de régimen estacionario.

¿Qué postula específicamente la hipótesis de líquido perfecto?. Establece que la densidad del líquido se mantiene prácticamente constante debido a su baja compresibilidad. Define un flujo bidimensional donde el transporte convectivo de calor y la disipación viscosa desaparecen. Considera que las moléculas del líquido poseen una coherencia estructural idéntica a la de los sólidos. Asume que la viscosidad cinemática del fluido es nula y que no existen tensiones tangenciales en régimen.

¿Qué se indica sobre la compresibilidad y las variaciones de densidad entre gases y líquidos?. Se señala que las variaciones de densidad en los gases son muy superiores a las de los líquidos. Se postula una densidad constante idéntica para ambos fluidos bajo cualquier presión externa. Se define un régimen estacionario bidimensional donde la disipación viscosa es nula en red. Se establece que la viscosidad dinámica de los líquidos supera drásticamente a la de los gases.

¿Cómo se describe el comportamiento macroscópico de un fluido según el concepto de medio continuo?. Mediante un modelo matemático continuo en el que el fluido ocupa de forma continua una región espacial con funciones continuas y derivables. Mediante una formulación analítica basada exclusivamente en expansiones en serie de Taylor de tercer orden para fluidos compresibles. Mediante la resolución estática de la ley de Hooke aplicada a deformaciones angulares finitas bajo esfuerzos tangenciales máximos. Mediante un conjunto discreto de partículas moleculares aisladas con fuerzas de cohesión nulas y volumen variable independiente del tiempo.

¿Cómo se definen las variables fluidas en un punto x y un instante t de acuerdo con el texto de la imagen?. Como el límite formal de magnitudes físicas de interés promediadas sobre un volumen delta V que tiende a cero sin contener solo unas pocas moléculas. Como las variaciones de densidad máximas registradas en gases ideales sometidos a gradientes elevados de presión exterior. Como la relación directa entre el calor específico y la disipación viscosa evaluada en la placa móvil de un sistema de Couette. Como valores constantes independientes de la posición espacial y del régimen transitorio o estacionario del flujo bidimensional analizado.

¿Cómo se caracterizan las propiedades termodinámicas en los sistemas estudiados por la Termodinámica clásica?. Uniformes en el espacio y en el tiempo, bajo el supuesto de una evolución infinitamente lenta que garantiza el equilibrio en cada instante. Dependientes de la velocidad local y del gradiente de temperatura evaluado por un observador en movimiento. Variables en función del régimen transitorio bidimensional y de la disipación viscosa de la placa móvil. Definidas exclusivamente mediante un número impar de variables de estado independientes y de ecuaciones de flujo.

¿Cómo se caracteriza un sistema de composición homogénea dentro del ámbito termodinámico?. Mediante dos variables de estado independientes, obteniéndose el resto de variables a través de ecuaciones de estado. A través de la disipación viscosa total y el número de Brinkman calculado para un líquido incompresible. Utilizando un flujo estacionario unidimensional entre dos placas paralelas con tensiones tangenciales nulas. Mediante una única variable espacial continua derivada de las expansiones en serie de Taylor de tercer orden.

¿Qué solución conceptual se propone en Mecánica de Fluidos ante los estados de no-equilibrio donde las propiedades dependen del espacio y del tiempo?. Situar a un observador moviéndose a la velocidad local para percibir el fluido en equilibrio termodinámico local. Aplicar directamente los resultados de la termodinámica clásica asumiendo una uniformidad temporal absoluta. Despreciar por completo la disipación viscosa y restringir el análisis a fluidos con densidad infinitamente variable. Considerar que las partículas moleculares conservan una coherencia estructural estática equiparable a la de los sólidos.

¿Cómo se comportan las propiedades de un fluido en los estados de no-equilibrio dentro de la Mecánica de Fluidos?. Sus coeficientes de disipación viscosa y conductividad térmica se anulan ante la presencia de un observador en movimiento. Sus variables de estado se rigen de manera estricta por las leyes de la elasticidad lineal y el cumplimiento de la ley de Hooke. Sus propiedades permanecen completamente uniformes y estáticas en cualquier punto del espacio y del régimen estacionario analizado. Sus propiedades dependen directamente del espacio y del tiempo, haciendo que los resultados de la Termodinámica clásica no sean aplicables.

¿Cómo se comportan las variables termodinámicas en cada punto x y en cada instante t bajo el concepto de equilibrio termodinámico local según la diapositiva?. Están relacionadas entre sí como lo estarían si todo el fluido estuviese en equilibrio a la presión y temperatura locales. Dependen estrictamente de la disipación viscosa máxima evaluada a través del número de Brinkman local. Obedecen de forma exclusiva a la ley de Hooke y a las deformaciones angulares estáticas propias de los sólidos. Permanece totalmente uniformes e independientes de la posición espacial en todo el dominio continuo del fluido.