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Características de los Fluidos

Características de los Fluidos

Los fluidos son sustancias que tienen la capacidad de fluir o escurrir, al no poder resistirse a una fuerza que es paralela a su superficie (tensión cortante o de corte) y siempre adoptan la forma del recipiente que los contiene.

Algunas sustancias como la miel y la brea, tardan un determinado tiempo para adquirir la forma del recipiente, pero un fluido siempre adoptará la misma forma del recipiente en donde está contenido.

Los líquidos y gases se consideran fluidos porque los átomos no están ordenados de forma simétrica y rígida, formando una red cristalina, como sucede con los sólidos cristalinos.

Características

Peso específico

El peso específico (ρ) es el resultado del cociente entre la masa de un fluido y el volumen ocupado por él.

ρ = m/v

En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida convencional para el peso específico es el g/cm3.

La siguiente tabla muestra el peso específico de algunas sustancias:

SUSTANCIA PESO ESPECÍFICO (g/cm3)
Aire (a 20ºC y 1 atm) 0,00121
Aire (a 20ºC y 50 atm) 0,0605
Agua (a 20ºC y 1 atm) 0,998
Agua (a 20ºC y 50 atm) 1,00
Hierro 7,90
Corteza Terrestre 2,80
Agua de mar 1,024
Sangre 1,06
Plomo 11,35

Presión

La presión es el resultado de la acción del líquido sobre las paredes de un recipiente y puede definirse a partir del cociente entre la fuerza aplicada por el fluido y el área de aplicación de dicha fuerza.

P = F/A

En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de presión usada es el pascal (Pa). Otras unidades usadas para esta magnitud son la atm, que corresponde a la presión ejercida por el aire atmosférico al nivel del mar, y el Torr, nombre dado en homenaje al Evangelista Torricelli por la invención del barómetro. 1 Torr equivale a la presión generada por una columna de 760 mm de mercurio.

1 atm = 1,01 x 10Pa = 760 Torr

La Ley de Stevin determina la presión ejercida por un fluido en reposo de la siguiente manera:

P = patm + ρ.g.h

  • patm = presión atmosférica
  • ρ = peso específico del líquido
  • g = gravedad
  • h = altura de la columna del líquido considerado

Compresibilidad

Los líquidos son ligeramente compresibles y se consideran incompresibles en la mayoría de los casos; los gases son muy compresibles.

Resistencia al corte

Los líquidos y gases no resisten al corte y se deforman continuamente para minimizar las fuerzas de corte aplicadas.

Forma y volumen

Como consecuencia del punto anterior, los líquidos y gases toman las formas de sus recipientes. Los líquidos tienen volumen fijo relativo al recipiente que los contiene; estos volúmenes no son afectados significativamente por la temperatura y la presión, sin embargo el volumen del gas cambia con variaciones de temperatura y presión.

Resistencia al movimiento

Debido a la viscosidad, los líquidos aplican resistencia a cambios instantáneos en la velocidad; los gases tienen viscosidad muy baja.

Espacio molecular

Las moléculas de los líquidos están muy cerca unas de otras y están unidas entre sí con fuerzas de atracción elevadas; estas tienen baja energía cinética. La distancia recorrida por una molécula de agua entre colisiones es pequeña.

En los gases, las moléculas están relativamente alejadas y las fuerzas de atracción son débiles y la energía cinética de las moléculas es elevada; las moléculas de un gas recorren grandes distancias entre colisiones de las mismas.