¿Qué son los fluidos?
El término fluidos se utiliza para denominar a toda materia compuesta por moléculas que se atraen entre sí a través de una fuerza de atracción muy débil, lo que impide que puedan mantener una forma determinada y estable, diferenciándolos de las materias sólidas que sí tienen dicha propiedad.
A nivel físico, los fluidos pueden ser líquidos y gases, ya que ninguno de los dos puede conservar una forma estable. No obstante, la diferencia entre ellos es que los primeros se adaptan a la forma del contenedor que los aloja, mientras que los segundos tienen menor atracción entre sus partículas, por lo que pueden ser comprimidos, careciendo tanto de volumen como de forma.
¿Qué características tienen los fluidos?
Los fluidos, independientemente de cuáles sean, guardan en común ciertas propiedades físicas, tales como:
- Cambio de forma: sin que existan fuerzas restitutivas que los obliguen a recuperar la composición original de la masa, diferenciándolos de un sólido de carácter deformable, que sí tienen fuerzas restitutivas.
- Dispersión molecular: pueden pasar de un estado a otro y, debido a su fluidez, si se les aplica una variable externa, como la temperatura, se puede concentrar esta dispersión.
- Densidad: pueden tener mayor o menor densidad en función a la cantidad de materia que hay en un volumen de fluido. La densidad suele estar representada en kg/m3.
- Viscosidad: se trata de la resistencia que tienen los fluidos a ser deformados y que pudieran limitar su fluidez.
- Volumen: espacio que ocupa un fluido en un espacio determinado, teniendo en cuenta el alto, ancho y largo. Los fluidos líquidos suelen adoptar la forma del recipiente donde están contenidos. Los gases, al contrario, no tienen volumen ni forma, por lo que se expandirán lo máximo posible en el espacio que los contenga.
- Presión: es la fuerza que la masa del fluido ejerce sobre los cuerpos que están sumergidos en él. En los fondos marinos, por ejemplo, la presión es mucho más alta que en la tierra.
¿Cómo se clasifican los fluidos?
Los fluidos pueden ser:
- Fluidos reales: son todos aquellos con la cualidad de ser viscosos o compresibles; la posición de sus moléculas puede cambiar continuamente.
- Fluidos newtonianos: son los que tienen viscosidad constante, sin variar según la fuerza que se les aplique. Las leyes mecánicas de Newton explican el comportamiento de este tipo de fluidos.
- Fluidos no newtonianos: no poseen viscosidad única, ya que dependen de la fuerza que se ejerza sobre ellos, así como también de los cambios de temperatura, por lo que pueden ser un intermedio entre fluido y sólido.
- Superfluidos: se caracterizan porque pueden fluir ante la menor fuerza aplicada sin que haya ningún tipo de resistencia ni fricción.
¿Cuál es la diferencia entre los fluidos líquidos y los fluidos gaseosos?
Si bien tanto los líquidos como los gases se consideran fluidos, en los líquidos las fuerzas intermoleculares facilitan el movimiento de las partículas. Además, presentan un volumen fijo. Cuando el líquido se vierte en un recipiente contenedor, ocupa un volumen parcial o igual al del recipiente.
Por el contrario, los gases tienen partículas separadas en movimiento, que chocan unas con otras y se dispersan, razón por la cual no tienen un volumen definido. De esta manera, tienden a ocupar el mayor volumen posible del contenedor, siendo muy expandibles.
Por otro lado, los gases que son compresibles, ya que su volumen disminuye cuando se aplica fuerzas sobre ellos. Los líquidos, en cambio, no disminuyen su volumen cuando se les ejerce una fuerza muy grande, por lo que se les considera incompresibles. Además, los fluidos líquidos suelen ejercer presión (conocida como presión hidrostática) sobre cuerpos sumergidos en ellos o en las paredes de los recipientes contenedores.
¿Qué es la mecánica de fluidos?
La mecánica de fluidos es una rama de la mecánica de medios continuos y es la encargada de estudiar el comportamiento y movimiento de los fluidos, tanto en reposo (estática de fluidos) como en movimiento (dinámica de fluidos), así como su interacción con el recipiente o contorno que los limita.
¿Cuáles son algunos ejemplos de fluidos?
- Plasma sanguíneo: fluido no newtoniano cuya viscosidad aumenta con el esfuerzo cortante aplicado pero que deja de aumentar progresivamente cuando incrementa la velocidad.
- Helio: carente de viscosidad, se le considera un superfluido.
- Mercurio: fluido newtoniano, único metal líquido a temperatura ambiente.
