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• Daniel Martinez

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DEFINICIÓN DE FLUIDO Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas moléculas hay una fuerza de atracción débil. Los fluidos se caracterizan por cambiar de forma sin que existan fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original" (lo cual constituye la principal diferencia con un sólido deformable). Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre sí por fuerzas cohesivas débiles y/o las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen. Los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propios. Las moléculas no cohesionadas se deslizan en los líquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos están conformados por los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales). Como podemos ver en la figura cuando un esfuerzo de corte actúa sobre un sólido, éste se deforma un cierto ángulo. Si el esfuerzo se mantiene, en un sólido, el ángulo permanece constante, mientras que en el fluido el ángulo aumenta indefinidamente con el tiempo. Además cuando el esfuerzo de corte desaparece, el movimiento desaparece, pero a diferencia del sólido, el fluido ya no recupera su forma inicial.

Los fluidos engloban tanto a líquidos como gases. El origen de la diferencia entre líquidos y gases está en la magnitud de sus fuerzas cohesivas. En un líquido la distancia intermolecular es menor, por tanto, las fuerzas cohesivas son también mayores. Esto se traduce en el campo macroscópico a que los líquidos tienden a conservar su volumen. Sin embargo, un gas es libre de expansionarse hasta que encuentre paredes que lo confinan.

La siguiente tabla nos muestra las diferentes propiedades de sólidos y fluidos.

SÓLIDO

LÍQUIDO

GAS

Del orden r0*

Del orden r0

Del orden de 10r0

Menor que 1

Del orden de la unidad

Mayor que 1

Fuertes

Medias

Débiles

Ordenado

Parcialmente ordenado

Desordenado

No fluye

Puede fluir

Puede fluir

Forma

Definida

Se adapta al recipiente, pero con volumen definido

Densidad

Definida

Definida

Se adapta al recipiente, tiene a ocuparlo totalmente Depende del volumen que los contiene

Distancia intermolecular relación en moléculas simples. Relación entre las oscilaciones térmicas y r0 Fuerzas intermoleculares Ordenamiento molecular Respuesta a esfuerzo de corte

CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS • • • •

La posición relativa de sus moléculas puede cambiar de forma abrupta. Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los líquidos son fluidos igual que los gases. Tienen viscosidad, aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos. Compresible: Esta propiedad de los fluidos les permite mediante un agente externo al cambio de su velocidad y volumen, esta características son muy usadas para la industria como palancas de presión.

Distancia Molecular Grande: Esta es unas características de los fluidos la cual sus moléculas se encuentran separadas a una gran distancia en comparación con los sólidos y esto le permite cambiar muy fácilmente su velocidad debido a fuerzas externas y facilita su compresión. Fuerza De Van Der Waals: Esta fuerza fue descubierta por el físico holandés Johannes van der Waals, el físico encontró la importancia de considerar el volumen de las moléculas y las fuerzas intermoleculares y en la distribución de cargas positivas y negativas en las moléculas estableciendo la relación entre presión, volumen, y temperatura de los fluidos. Toman Las Forma Del Recipiente Que Lo Contiene: Debido a su separación molecular los fluidos no poseen una forma definida por tanto no se puede calcular su volumen o densidad a simple vista, para esto se introduce el fluido en un recipiente en el cual toma su forma y así podemos calcular su volumen y densidad, esto facilita su estudio

CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes características que presentan en: • •

Newtonianos No newtonianos

FLUIDOS NEWTONIANOS Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva que muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su tasa de deformación es lineal y pasa por el origen, es decir, el punto [0,0]. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposición al pegamento, la miel o los geles que son ejemplos de fluido no newtoniano. Un buen número de fluidos comunes se comportan como fluidos newtonianos bajo condiciones normales de presión y temperatura: el aire, el agua, la gasolina, el vino y algunos aceites minerales. FLUIDOS NO NEWTONIANOS Un fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no-newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano. TABLA COMPARATIVA FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO NEWTONIANOS TIPO DE FLUIDO Newtonianos No newtonianos

EJEMPLOS Aire, el agua, la gasolina, el vino y algunos aceites minerales. Maicena con agua, miel, mostaza, kétchup, sangre, dilatantes, plásticos perfecto,

CARACTERÍSTICA Su viscosidad no varía. Su viscosidad varía con la temperatura y los esfuerzos cortantes.