Para hacer uso correcto de los líquidos, bien sea en la industria o de forma experimental, se hace necesario conocer las características de los fluidos.
¿Qué son los Fluidos?
En física se conoce como fluido a las sustancias líquidas, gaseosas y plasmáticas, las cuales se distinguen de los sólidos en que sus partículas se trasladan con gran rapidez.
Además de que son sustancias que se deforman fácilmente, estos nunca tomarán la forma que tenían en un primer momento porque no poseen fuerzas de restitución.
Así que si tomas un vaso con agua y dejas que se derrame por el suelo, nunca verás que el agua por sí sola se regresa y toma la forma del vaso nuevamente.
Igualmente si utilizas un globo o vejiga y la llenas de aire, sin hacerle nudo a la boca de la misma, notarás que el aire sale rápidamente y no lo puedes recuperar.
Como notaste, solo he mencionado dos fluidos, sólido y gaseoso, pero no olvidemos el plasma, el cual es un estado de la materia, en que los gases se encuentran ionizados.
10 Características de los Fluidos
Los fluidos tienen 10 características que te describo a continuación:
1. La Cinemática Molecular
Las moléculas de los fluidos se mueven en todas direcciones sin que sean limitados, no podemos determinar qué dirección tomarán las partículas porque no tienen punto de equilibrio.
2. La Compresibilidad
Esta característica le permite a los fluidos ocupar menores espacios sin perder su masa, sin embargo es más difícil de comprimir los líquidos.
Ejemplo
Toma dos inyectadoras o jeringas sin aguja, una la llenas con agua y la otra con aire, cierra el orificio de salida, presiona, notaras lo siguiente:
- La jeringa con agua casi no disminuye el espacio que ocupa el líquido.
- A diferencia del agua, el aire disminuye su espacio, aunque su masa se mantiene, es por esto que existe el licuado del gas, que es comprimido hasta hacerlo líquido.
3. La Viscosidad
¿Alguna vez te has detenido a ver la rapidez a la que se mueve una gota de agua en comparación con una gota de miel?
Efectivamente, la gota de agua es más rápida que la de miel, esto se debe a su viscosidad, ya que esta característica denota en el fluido una resistencia al corte mientras se mueve.
Esto quiere decir que los fluidos poseen una resistencia por fricción interna, para probarlo, toma una taza con miel y otra taza con agua, deja caer dentro de ellas una moneda.
Dichas monedas deben ser arrojadas al mismo tiempo, observa como la moneda dentro de la miel se mueve más lentamente como si una fuerza se le opusiera.
A esta fuerza de oposición la conocemos como resistencia, la cual se presenta en el agua en menor proporción, por eso vemos que se precipita rápidamente al fondo del vaso.
4. Distancia Molecular mayor que la de los Sólidos
Los fluidos presentan una formación molecular bastante distanciada, cualidad que les permite disminuir por medio de la fuerza el espacio que ocupan.
5. Fuerzas de Van der Waals
Esta fuerza relaciona la temperatura, la presión y el volumen de fluidos, al mismo tiempo relaciona la fuerza entre moléculas y el volumen de las moléculas.
6. Carecen de Fuerzas de Recuperación
Debido a la separación de sus moléculas, los fluidos no vuelven a tomar la forma que tenían antes de ser arrojados, por lo que se dice que no poseen memoria.
Es decir, un fluido no tiene memoria para recuperar la forma anterior, por eso ellos toman cualquier forma que uses como recipiente.
7. Tensión Superficial
¿Has visto como animales como los zapateros caminan sobre el agua y no se hunden? Esto se debe a que el agua en su superficie forma una especie de membrana.
Y es que esta membrana se forma por las fuerzas intermoleculares, la cual puede debilitarse si se le aplica un poco de jabón al agua, hundiéndose cualquier cosa que esté sobre ella.
8. La Capilaridad
Es la capacidad que posee el agua de subir por pequeños túbulos llamados capilares, gracias a esta propiedad las plantas pueden hidratarse, la adhesión colabora con esta característica.
De igual modo, si deseas comprobar esto, basta con cortar una rosa blanca y colocarla dentro de un vaso con agua y colorante rojo, azul o cualquier otro color oscuro.
Verás como los pétalos al cabo de unas horas se tiñen del color que agregaste en el vaso de agua,de igual forma funciona en la naturaleza.
9. Conductividad Térmica
Cuando hablamos de conductividad, nos referimos a la capacidad que tienen los fluidos de transferir calor y su velocidad para hacerlo.
Para esto debemos hacer uso de las valiosas ecuaciones de Fourier sobre conducción de calor, con ellas podemos determinar al mismo tiempo la velocidad a la que este se transfiere.
De esta manera si queremos saber que tan buen conductor es un fluido, utilizamos las ecuaciones de Fourier para calcular o conocer la conductividad térmica, así sabremos qué fluido usar.
Por ejemplo para una nevera necesitamos un gas refrigerante, o aislante térmico, que tenga una menor conductividad térmica.
10. La Difusividad de los Fluidos
Es el movimiento de las moléculas en un fluido, desde las partes de mayor concentración del soluto hasta donde la concentración del soluto es menor.
Ejemplo
Si tomamos un vaso, le colocamos agua y posteriormente una gota de colorante, aquí podemos ver con qué rapidez el colorante se difumina con el agua.
Así mismo sucede con los gases, no solo con el agua, si dentro de una oficina accionas un Splash o una colonia, rápidamente el perfume se expande por toda el área, cumpliéndose la característica de difusividad.
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