Se considera como fluido generalmente a un tipo de medio, o sustancia, la cual se caracterizaba por poseer moléculas que tienen una fuerza de atracción que es débil. Poseen propiedades físicas, que pueden ser cuantificadas de acuerdo al comportamiento que muestren. Estas propiedades son particularmente exclusivas de estos compuestos. Nos referimos a la tensión superficial, viscosidad, presión, densidad y la fluidez. Te contamos:
¿Qué son los Fluidos?
Se define como fluido a un conjunto, o unión de partículas, las cuales se mantienen unidas debido a una fuerza cohesiva, o en cambio por estar contenido en algún tipo de recipiente. La fuerza aplicada sobre estas partículas puede ser variada, ya que en un fluido puede cambiar de forma. De hecho, es necesario aclarar que el nombre de fluido precisamente hace referencia a esta fluidez.
Los fluidos generalmente son líquidos que pueden ser alojados en recipientes manteniendo un volumen. También, la fluidez se relaciona a distintos tipos de gases; los cuales no poseen un volumen específico. Cuando las moléculas no cohesionan entre sí, como es el caso de los líquidos, lo que hacen es deslizarse moviéndose con suma libertad. Por ello, sucede que en comparación los gases tienen menos viscosidad que los líquidos.
Sus moléculas mantienen una atracción débil. Tan escasa fuerza de atracción hace que característicamente no posean la capacidad de poder sostener una forma concreta.
Tipos de fluidos
Hay principalmente tres tipos de fluidos:
1) Los fluidos newtonianos son los que pueden ser sometidos a las leyes que establecen la mecánica. Su nombre hace referencia al científico Isaac Newton. Ejemplo: el agua.
2) Los superfluidos ―o también llamados fluidos perfectos―. Se caracterizan por no tener viscosidad. Por ello, no pueden fluir aunque se apliquen una fuerza sobre ellos ya que ofrecen resistencia. En esta categoría entran los fluidos que son de origen sintético.
3) Fluidos que no son newtonianos. Son fluidos que poseen características variadas, dependiendo de la temperatura y de la tensión que se aplique sobre ellos. Por ello algunos no tienen viscosidad, dependiendo del tipo de fuerza que impacte sobre ellos reaccionarán como si fuesen un sólido ofreciendo resistencia. En cambio reaccionarán como un fluido si se dejan en reposo.
Una vez descritos los tipos de fluidos que existen, corresponde ahora detallar las propiedades de estas sustancias.
Propiedades de los fluidos
Los fluidos presentan variadas propiedades, las cuales presentan características particulares.
La estabilidad, hace referencia a cuando las partículas se mantienen con una misma trayectoria. Esto quiere decir que la uniformidad que presentan hace que nunca se puedan cruzar entre sí, igualmente la velocidad mantiene constancia.
La turbulencia, hace referencia a la rapidez con la cual se desplazan las moléculas, por lo tanto se transforma en un turbulento movimiento. El flujo es irregular donde se presentan pequeños torbellinos.
La tensión superficial, es un término utilizado en física que define la tensión que hay sobre un líquido en relación a la cantidad de energía que se debe aplicar para poder disminuir su superficie por cada unidad del haría que ocupa el fluido.
La tensión superficial también es conocida con el término de capilaridad. Es una propiedad que depende tanto de la fuerza interna molecular así como de la cohesión. Esta propiedad permite que el fluido tenga la capacidad tanto de subir, como de bajar, dentro de un recipiente.
Viscosidad
Otra de las propiedades de los fluidos es la viscosidad, la cual hace referencia al grado de fricción interna de un fluido. Está asociada a la resistencia ya que esto se presenta en capas adyacentes, donde se suceden los movimientos dentro del fluido. Esta propiedad es consecuencia de la energía cinética, por ello como resultado se obtiene energía durante el proceso
Fluidez
La fluidez en ocasiones es confundida con la viscosidad. Esta se define como el desplazamiento que es constante y que se presenta dado a que las partículas que conforman un fluido reaccionan ante una fuerza determinada.
Cuando esto ocurre, los líquidos pueden mantener un volumen, pero en cambio adquieren la forma de donde se encuentran contenidos.
Esta propiedad también la tienen los gases. En este caso, se expanden hasta ocupar todo el volumen que posee el recipiente donde han sido almacenados. Tanto los líquidos, como los gases, no poseen un volumen o una forma definida. En ambos casos, los recipientes donde se contengan deben de mantenerse cerrados.
Densidad
La densidad también es una propiedad que se relaciona los sólidos, así como a los gases.
Ayuda a definir cuál es el grado de compactación que posee el material seleccionado. Esta medida ayuda cuantificar cuánto material se encuentra comprimido dentro de un espacio determinado. Matemáticamente la densidad se define como la cantidad de masa por unidad de volumen.
La densidad hace referencia a la relación existente entre el volumen que ocupa un fluido y la masa que tiene. Esto quiere decir que la unidad con la cual se mide el volumen es la masa. Un fluido puede tener un volumen específico, el cual precisa el volumen que ocupa en relación a la unidad de peso. El peso específico se relaciona a la fuerza que ejerce la atracción de la tierra sobre una unidad de volumen.
Los cuerpos se constituyen de materia, una unidad de una materia puede significar según sea el caso un átomo o una molécula.
Cuando un cuerpo se caracteriza por ser una sustancia pura, o con un solo elemento, esto hace que cada unidad sea un átomo. En cambio, cuando el cuerpo de una sustancia es compuesta, quiere decir que cada unidad de ese material se considera una molécula. Cuantificar las unidades que posee una materia que tiene un determinado volumen, es lo que define el concepto de densidad
Las sustancias que tienen mayor o menor densidad, dependen de la cantidad de átomos por unidad de volumen. Esto quiere decir que hay mayor cantidad de gramos o de kilogramos. En comparación los cuerpos que son sólidos, tienen mayor densidad en comparación con los líquidos, que tienen a su vez mayor densidad que los gases.
- La densidad se define como masa por unidad de volumen.
Compresibilidad
Para que un fluido pueda ser considerado como tal, sus partículas deben estar unidas por una fuerza con suficiente cohesión aunque ésta pueda ser débil. La cohesión se define como una fuerza que ayuda a mantener la unidad, tiene la capacidad de atraer moléculas dentro de un mismo cuerpo. En física, también es conocida como fuerza inter molecular y es parte de las propiedades no sólo de los líquidos; sino también de los gases y de algunos sólidos.
La energía cinética de estos tres estados es diferente.
La diferencia entre cohesión y la adhesión radica en que la primera se define como una fuerza de atracción solamente posible entre partículas que se encuentran adyacentes, y además dentro de un mismo cuerpo o elemento. En cambio, la adhesión se define como una interacción que ocurre entre superficies y que puede ocurrir entre distintos cuerpos o elementos
Por ejemplo; en el caso del agua, ocurre que está tiene una fuerza de cohesión, la cual es mayor y ello se debe a que los puentes que hay entre el hidrógeno y las partículas del agua se mantienen unidas fuertemente. La estructura, por lo tanto, es más compacta y por ello se considera que es un líquido prácticamente incompresible