Hidrostática

Es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de reposo, la materia está formada por moléculas cuya energía es el calor. Las temperaturas altas hacen que la materia se halle en estado gaseoso (la materia necesaria depende del elemento); a medida que ésta disminuye, el enfriamiento trasforma el gas en líquido y luego en sólido.

Un sólido tiene forma y volumen propios; un líquido toma la forma del recipiente que lo contiene sin modificar su volumen, que no tiene volumen propio. Los estados de la materia resultan de la molécula, provocados por la temperatura.

• En el estado sólido las moléculas no intercambian posiciones, vibran sin moverse. Aquí radica la dificultad.
• En el estado líquido las moléculas cambian constantemente de posición. Por aumento de la temperatura se incrementa su agitación y resbalan unas sobre otras.  En este reside la imposibilidad de comprimirlas.
• Los gases se componen de moléculas alejadas unas de otras, dotadas de enorme agitación o caos. Son fácilmente comprimibles.

Existe, no obstante, un cuarto estado de la materia: el plasma. Las grandes presiones provocan la disociación de los átomos y  sus elementos se mueven en un caos. Este fenómeno se produce en el interior de las estrellas. En la actualidad este fenómeno es utilizado para los satélites. Son en realidad gases formados por átomos incompletos (iones).

Fluidos

Líquido es todo fluido cuyo volumen es variable y la forma variable adoptando la misma del recipiente que lo contiene.

Su superficie libre es plana y horizontal, exceptuando en las proximidades de las paredes, especialmente cuando el recipiente es de pequeño diámetro (tubos capilares, pipetas, etcétera), donde tiende a curvarse dando lugar a los meniscos. Existen dos tipos de meniscos:

• Líquidos que mojan las paredes. Sus partículas presentan adherencia a la pared y dan lugar al menisco cóncavo. Es el caso de la mayoría de los líquidos.
• Líquidos que no mojan las paredes. Sus partículas no se adhieren a la pared y producen el menisco convexo. Ejemplo: el mercurio.

Presión

Se le llama  presión a la relación que existe entre una fuerza y la superficie sobre la que se aplica.

Esta presión es el resultado de dividir la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie

De donde

Esta definición nos permite asegurar que, al ser menor la superficie es mayor la fuerza y, mayor la superficie es menor la fuerza.

Ejemplo:

Si se aplica una fuerza de 15Kp sobre una superficie de 30 cm2 la presión será:

Si la misma fuerza se aplica sobre una superficie de 50cm2 la presión será:

Unidades

Es la razón entre la unidad de fuerza y la unidad de superficie, en la hidrostática se hace uso de las siguientes unidades:

• Sistema internacional: La unidad de presión es 1 Pascal (Pa), que se define como la presión ejercida por la fuerza de 1 newton sobre la superficie de 1 m2.
• Sistema técnico: La unidad  es el kilopondio por metro cuadrado (kp/m2), pero resulta más empleada la atmosfera técnica (at), que se define como la presión ejercida por la fuerza de 1kp sobre la superficie de 1cm2.

• Sistema cegesimal: La unidad de presión es la baria, que se define como la presión ejercida por la fuerza de 1 dina sobre la superficie de  1cm2.

Se emplean así mismo múltiplos:

Densidad

Es la masa de la unidad de volumen. Se obtiene dividiendo una masa conocida de la sustancia entre el volumen que ocupa. Llamando m a la masa y V al volumen, la densidad, d, vale:

Unidades

En el sistema internacional la unidad de densidad es el kg (unidad de masa) entre el m3 (unidad de volumen). Es decir, el kg/ m3.
Sin embargo, es muy frecuente expresar la densidad en g/ cm3 ( unidad cegesimal).

Peso específico

El peso de una sustancia es el peso de la unidad de volumen. Se obtiene dividiendo un peso conocido de la sustancia entre el volumen que ocupa. Llamando p al peso y V al volumen, el peso específico, Pe, vale:

Unidades

• Sistema internacional: La unidad de peso especifico es el N/m3; es decir, el newton (unidad de fuerza y, por tanto, de peso) entre el m3 (unidad de volumen).
• Sistema técnico: Se emplean el kp/ m3 y el kp/ dm3.
• Sistema cegesimal: Se utiliza la dina/cm3, que corresponde a la unidad del sistema cegesimal.