Densidad, volumen específico, peso específico, densidad relativa, presión - Mecánica de fluidos

La densidad (ρ, rho) de un fluido se define como la cantidad de materia por unidad de volumen. Para definir la densidad en un punto, consideramos que el volumen que rodea el punto es infinitesimal (muy pequeño) y está formado por un cubo cuyas aristas tienden a una longitud microscópica, e, pero aún relativamente grande respecto a la distancia entre moléculas. El cálculo se obtiene al dividir masa Δm contenida dentro del volumen por éste.

Matemáticamente lo expresamos como:

El volumen específico, v, es el recíproco de la densidad, es decir, el volumen ocupado por unidad de masa de fluido y se relaciona con la densidad como sigue

v = 1/ρ

El peso específico (γ, gamma) es el peso ejercido por la materia contenida en el volumen por unidad de volumen.

γ = ρ·g

Su valor depende de la aceleración de la gravedad. Es una propiedad adecuada para el estudio de la estática de fluidos.

La densidad relativa (S en algunos libros) es la razón de la densidad de una sustancia concreta con respecto a la densidad en las mismas condiciones de otra sustancia de referencia. Comúnmente se utiliza la densidad del agua a condiciones estándar como referente.

La presión promedio, es la fuerza normal ejercida sobre una superficie dividida por el área de ésta. La presión en un punto es la razón entre la fuerza normal ejercida sobre una superficie que rodea el punto y el área de la superficie considerada cuando ésta se aproxima a un valor muy pequeño. Sus unidades en el SI son el N/m^2 llamado Pa. La presión también puede ser expresada en términos de la altura equivalente, h, de una columna de fluido,
P = γ·h.