UNIDAD 3. FLUIDOS

Un fluido es una sustancia que puede fluir.  Por consiguiente el término fluido incluye a líquidos y gases. Tales clasificaciones no están siempre bien definidas. La distinción entre un liquido y un gas no esta perfectamente definida, porque, al cambiar la presión y la temperatura en forma adecuada, es posible transformar un liquido (digamos agua) en gas (vapor).

3.1. Propiedades y tipos de los fluidos.

Viscosidad. Se puede definir como una medida de la resistencia que opone un líquido al fluir. Si un recipiente perforado en el centro se hace fluir por separado miel, leche, agua y alcohol, observemos que cada líquido fluye con rapidez distinta, mientras mas viscoso sea un liquido, mas tarda en poder fluir.

Tensión superficial. La tensión superficial hace que la superficie de un líquido se comporte como una finísima membrana elástica.

Este fenómeno se presenta debido a la atracción de las moléculas del líquido. Cuando se coloca el liquido en un recipiente, las moléculas interiores se atraen entre si en todas direcciones por fuerzas iguales que se contrarrestan unas con otras pero las moléculas de la superficie libre de líquidos son atraídos por los interiores y laterales mas cercanas.

La tensión superficial del agua puede reducirse de forma considerable si se le agrega detergente, esto contribuye a que el agua penetre con más facilidad en los tejidos de la ropa durante el lavado.

Cohesión. Es la fuerza que mantiene unida a las moléculas de una misma sustancia. Por la fuerza de cohesión, si dos gotas de agua se juntan forman una sola.  

Adherencia. La adherencia es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto. Comúnmente las sustancias liquidas se adhieren a los cuerpos solidos.

3.4. Fluidos en Reposo.

Si un fluido se encuentra en equilibrio, todas las partes del mismo están en equilibrio.

3.3. Hidrostática.

Se llama hidrostática a la parte de la física que estudia los líquidos en reposo.

3.4. Principio de Arquímedes.

El principio de Arquímedes es también una consecuencia necesaria de las leyes de la estática de los fluidos. Cuando un cuerpo esta total o parcialmente sumergido en un fluido (ya sea liquido o gas) en reposo, el fluido ejerce una presión sobre las partes de la superficie del cuerpo en contacto con el fluido. La presión es mayor en las proporciones sumergidas a mayor profundidad. La resultante de todas las fuerzas es una fuerza ascendente llamada fuerza de flotación del cuerpo sumergido. Podemos determinar la magnitud y dirección de esta fuerza resultante de una manera muy sencilla como sigue.

La presión de cada superficie del cuerpo no depende ciertamente del material de que este hecho el cuerpo. Supongamos entonces, que el cuerpo, o que la porción de el que este sumergida, se reemplaza por un fluido como el que le rodea. Este fluido experimentara las presiones que obraban sobre el cuerpo sumergido y estará en reposo. Por consiguiente, la fuerza ascendente resulta que actúa sobre el será igual a su peso y obrara verticalmente hacia arriba pasando por su centro de gravedad. De aquí se deduce el principio de Arquímedes, a saber, que un cuerpo total o parcialmente sumergido es un fluido experimente un empuje ascendente igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo.

3.5. Fluidos en movimiento.

Hidrodinámica. Es la parte de la hidráulica que tiene por objeto el estudio de los líquidos en movimiento.

Si un fluido tiene una velocidad constante, se dice que tiene un movimiento estacionario. Por ejemplo, el agua que circula con una velocidad que no es demasiado grande por una tubería sin obstrucciones, estrechamientos o curvas muy pronunciadas, tiene un movimiento estacionario o simple.

El fluido será turbulento cuando la masa liquida por cualquier causa es perturbada y se forman remolinos.