Cuáles son las propiedades de los fluidos

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.

Los fluidos poseen propiedades físicas, las cuales pueden ser cuantificadas de acuerdo al comportamiento que muestren lo cual las hace distinguibles a otros. Estas propiedades son particularmente exclusivas de estos compuestos. ¿Cuáles son? Nos referimos a la tensión superficial, viscosidad, presión, densidad y la fluidez. Sin embargo algunas de estas características también pueden ser encontradas en otras materias

Sobre las características de los fluidos versamos en los parágrafos del presente post. También, explicaremos las razones que explican las propiedades de los fluidos.  Asimismo, puntualizaremos cada una de estas propiedades. Se espera dar a nuestros lectores una información que resulte de utilidad en torno a este tema de estudio.

¿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 los cuales pueden ser alojados en recipientes manteniendo un volumen. También, la fluidez se relaciona a distintos tipos de gases; los cuales en cambio 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.

Todos los fluidos, por igual, se caracterizan porque en que sus moléculas mantienen una atracción débil. Tan escasa fuerza de atracción hace que característicamente no posean la capacidad de poder sostener una forma concreta. ¡Este es uno de los rasgos esenciales de un fluido! ¡Siempre tienen la forma del recipiente o espacio que los contiene!

Por ello, ocurre que la fluidez que tienen estas sustancias hace que sean amorfas, que dependan de su contenedor para tener una forma. En comparación con los elementos que son sólidos, sucede que los fluidos tienen partículas que son atraídas con una mayor fuerza. Esta es la razón por la cual los materiales sólidos resisten al desplazamiento y por ello mantienen una forma definida.

Además, ocurre que también los gases también pueden ser catalogados como fluidos. ¿Por qué sucede esto? Se debe a que los gases tampoco pueden conservar una forma definida. Sin embargo; entre el amplio grupo de gases hay algunos que tienen cierta diferencia importante. Nos referimos a que los gases tienen menor atracción entre sus partículas. Por ende, sucede que sea posible que sean comprimidos con facilidad, en comparación con los líquidos que no pueden ser comprimidos.

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A qué se debe las propiedades de los fluidos

Esta es una duda interesante de responder. Ocurre que la fluidez es la combinación de principios tanto estáticos como dinámicos. Los fluidos, tal y como su nombre lo indica, pueden fluir libremente. Esto sucede gracias a que la fuerza con la que se unen las partículas es lo suficientemente débil como para permitirlo; pero por otra parte también son lo suficientemente fuertes para conservar la unión. Esta es una característica que tienen sus partículas. Igualmente, ocurre que no puedan resistirse a ningún tipo de cambio en su forma.

Por ejemplo, cuando se ejerce algún tipo de acción como una fuerza continúa como la ejercida por la gravedad. Esto da como resultado que el fluido se deforme hasta el punto de que tenga que desplazarse de su lugar. Por ello, es posible hacer que un fluido fluya hacia otro recipiente dependiendo igualmente de la viscosidad. Esta capacidad de desplazarse, de fluir, es una de las más importantes en este tipo de sustancias.

Hay principalmente tres tipos de fluidos. Vamos a describirlos de manera sucinta en la lista a continuación:

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. Vale decirse que en esta categoría entran fluidos que son muy comunes como el agua.

2) La segunda categoría son los superfluidos ―o también llamados fluidos perfectos―. Estos 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) En la tercera categoría están los 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

Propiedades

Los fluidos presentan variadas propiedades, las cuales presentan características particulares.

La estabilidad es una de las propiedades de los fluidos, la cual 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.

Un buen ejemplo para entender cómo funciona la capilaridad es cuando un líquido, como el agua, es vertido dentro de un recipiente, el cual es un tubo de cristal que es estrecho y alargado.

Se puede observar que la altura del agua alcanza una altura determinada, se relaciona con el peso del líquido el cual será igual a la tensión superficial del mismo.

Si se procede a tomar otro tubo el cual tenga una anchura mayor, se puede observar que el agua asciende a una altura menor. Sin embargo, el peso del líquido que se encuentra dentro del tiene una tensión superficial con un mismo valor.

Si se toma un tercer tubo, el cual tiene un diámetro mucho menor en comparación con los dos primeros; sucede que el agua que se vierta dentro del mismo alcanzará una altura mucho mayor. No obstante, siempre sucederá que el peso será igual a la tensión superficial

Entre todas las propiedades, a continuación se mencionan las que se consideran que son más importantes. ¿Por qué son las más relevantes? Esto obedece que definen exactamente como es un fluido en particular. Las mismas son las siguientes:

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.

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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.

Hay que entender que la unión de una cierta cantidad de átomos da como resultado la obtención de una molécula. Cuando hay una cantidad determinada de moléculas, se da como resultado la obtención de algún tipo de sustancia con cuerpo.

Dependiendo de las características que posean estas moléculas, sea por su tamaño o por el número de átomos de que se componen, es cuando se puede definir las características de cada sustancia. 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. En el caso de los sólidos, las moléculas presentan una menor energía potencial, en los líquidos las moléculas son aproximadamente similares y en el caso de los gases las moléculas tienen una mayor energía potencial

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

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