proprietà del fluido

Fisico

2022

Spieghiamo quali sono le proprietà dei fluidi, il comportamento primario o termodinamico e il comportamento secondario o specifico.

I fluidi hanno viscosità diverse, a seconda della sostanza.

Quali sono le proprietà dei fluidi?

I fluidi sono mezzi materiali continui formati da sostanze in cui c'è una debole attrazione tra loro particelle. Pertanto, cambiano forma senza essere prodotti all'interno forze che tendono a ripristinare la loro configurazione originale (come nel caso del solido deformabile).

Un'altra importante proprietà dei fluidi è la viscosità, grazie al quale possono essere classificati in:

  • Fluidi newtoniani oa viscosità costante.
  • Fluidi non newtoniani, la cui viscosità dipende dalla loro temperatura e lo sforzo di taglio ad essi applicato.
  • Fluidi perfetti o superfluidi, che presentano un'apparente assenza di viscosità.

Ricordiamo solo questo liquidigas sono considerati fluidi. Molte volte si parla di "fluidi ideali" perché sono più facili da studiare e, sebbene non esistano nella realtà, sono un'ottima approssimazione. I solidi mancano della proprietà elementare del flusso e quindi tendono a mantenere la loro forma, poiché l'attrazione tra le loro particelle è molto più intensa.

Caratteristiche di base dei fluidi

I fluidi, come l'aria, prendono la forma del loro contenitore.

I fluidi hanno caratteristiche fisiche elementari che li definiscono e li differenziano da altre forme di questione, ad esempio:

  • Deformabilità infinita. I loro molecole seguono movimenti illimitati e tra tutti non c'è posizione di equilibrio.
  • Comprimibilità. È possibile comprimere i fluidi in una certa misura, cioè farli occupare a volume meno dei dadi. I gas sono più comprimibili dei liquidi.
  • Viscosità. Questo è il nome dato alla tensione interna del fluido che si oppone al movimento, cioè al resistenza muoversi offerto da un fluido e che è molto maggiore nei liquidi che nei gas.
  • Mancanza di memoria di forma. I fluidi occupano la forma del contenitore che li contiene, cioè se si deformano non ritornano alla loro configurazione originaria, quindi sono totalmente privi di elasticità.

Proprietà termodinamiche (o primarie)

La densità di un fluido è definita come la sua massa divisa per il volume che occupa.

Dette anche proprietà primarie, sono quelle che hanno a che fare con i livelli di Energia nei fluidi.

  • Pressione. Misura in pascal in Sistema internazionale (SI), la pressione è la proiezione della forza che un fluido esercita perpendicolarmente a un'area unitaria. Ad esempio: pressione atmosferica o pressione atmosferica Acqua sul fondo dell'oceano.
  • Densità. È una quantità scalare che viene generalmente misurata in chilogrammi per metro cubo o grammi per centimetro cubo. Misura la quantità di materia per volume dato di a sostanzaindipendentemente dalle dimensioni e massa.
  • Temperatura. È correlato alla quantità di energia interna di un sistema termodinamico (un corpo, un fluido, ecc.), ed è direttamente proporzionale alla Energia cinetica media delle sue particelle. La temperatura può essere misurata registrando calore che il sistema cede ad a termometro.
  • entalpia. Simboleggiata in fisico Con la lettera H si definisce la quantità di energia che un dato sistema termodinamico scambia con il suo ambiente, sia cedendo sia acquistando calore attraverso meccanismi diversi ma a pressione costante.
  • entropia. Simboleggiata con la lettera S, consiste nel grado di disordine dei sistemi termodinamici in equilibrio e descrive la natura irreversibile dei processi a cui sono sottoposti. In un sistema isolato l'entropia non può mai diminuire: o rimane costante o aumenta.
  • Calore specifico. È la quantità di calore che un'unità di una sostanza richiede per aumentare la sua temperatura di una unità. A seconda delle unità utilizzate e delle scale di misurazione delle temperature, l'unità di calore specifico può essere cal/gr.ºC, o J/kg.K, per esempio. È rappresentato dalla lettera c.
  • Peso specifico. È la ragione tra peso di una quantità di una sostanza e del suo volume, misurato secondo il Sistema Internazionale in Newton per metro cubo (N/m3).
  • Forza di coesione. Le particelle di una sostanza sono tenute insieme da varie forze intermolecolari (o di coesione), che impediscono a ciascuna di allontanarsi da sola. Queste forze sono più forti nei solidi, meno nei liquidi e molto deboli nei gas.
  • Energia interna. È la somma dell'energia cinetica totale delle particelle che compongono una sostanza, insieme alla energia potenziale associati alle loro interazioni.

Proprietà comportamentali specifiche (o secondarie)

La tensione superficiale è ciò che consente agli insetti di camminare sull'acqua.

Queste proprietà, dette anche secondarie, sono tipiche del comportamento fisico dei fluidi:

  • Viscosità. È una misura della resistenza del fluido alle deformazioni, alle sollecitazioni di trazione e al movimento. La viscosità risponde al fatto che le particelle del fluido non si muovono tutte alla stessa velocità, il che produce collisioni tra loro che ritardano il movimento.
  • Conduttività termica. Rappresenta la capacità di trasmissione del calore di fluidi, cioè di trasferire l'energia cinetica delle particelle ad altre particelle adiacenti con cui è in contatto.
  • Tensione superficiale. È la quantità di energia necessaria per aumentare la superficie di un liquido per unità di superficie, ma può essere intesa come la resistenza che i fluidi, in particolare i liquidi, presentano quando aumentano la loro superficie. Questo è ciò che consente ad alcuni insetti di "camminare" sull'acqua.
  • Comprimibilità. È la misura in cui il volume di un fluido può essere ridotto sottoponendolo a Pressione o compressione.
  • Capillarità. Legata alla tensione superficiale dei fluidi (e, quindi, alla loro coesione), è la capacità di un fluido di salire o scendere da un tubo capillare, cioè quanto un liquido si “bagna”. Questo può essere facilmente visto quando immergiamo la punta di un tovagliolo asciutto in un liquido e osserviamo fino a che punto la macchia di liquido si diffonde sulla carta contro il forza di gravità.
  • Coefficiente di diffusione. È la facilità con cui uno specifico soluto si muove in un determinato solvente, a seconda della dimensione del soluto, della viscosità del solvente, la temperatura del miscela e la natura delle sostanze.
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