¿Cuáles son las propiedades de los fluidos?

A menudo muchas personas escuchan, leen y usan el término “fluido” que hace referencia a sustancias líquidas como el agua, el aceite e incluso la salsa de tomate que se utiliza para acompañar diferentes platillos. Sin embargo, en un campo más profundo se puede pensar en las propiedades de los fluidos y asociarlos a materias tales como química y física, las cuales estudian diariamente la composición, reacción, derivación y usos de los distintos fluidos que existen en el planeta tierra.  

No sólo se denomina fluido a sustancias líquidas como las antes expuestas, sino a sustancias gaseosas que también tienen en la composición de su materia moléculas atraídas entre sí de manera débil. Esto quiere decir que la atracción entre cada una de las moléculas genera una fuerza lo suficientemente fuerte como para mantener unidas a cada una de las partículas, más no lo es para crear rigidez con el fin de evitar la deformación de la materia.

Justamente dicha deformación es lo que permite a los fluidos moverse y adaptarse a espacios como lo hace el agua en un vaso o una jarra. Asimismo, el estado sólido de la materia no puede considerarse un “fluido”, pues este no puede deformarse fácilmente, lo cual permite reservar el término de fluido para los estados gaseosos y líquidos de la materia. Para comprender mejor lo que estamos hablando, en este artículo describiremos cuáles son las propiedades de esos fluidos. 

¿Cuál es la diferencia entre el estado gaseoso y líquido?

Aunque los gases y los líquidos sean considerados como “fluidos” es erróneo pensar que ambos son iguales. La principal característica que diferencia a los líquidos es que poseen volumen y no pueden ser comprimidos, mientras que los gases tienen el efecto contrario: no están provistos de un volumen inicial, pero sí pueden ser comprimibles.

Además, la energía cinética de ambos estados son diferentes respecto a que los líquidos poseen menor energía cinética a diferencia de los gases. Otra característica clave es respecto a la presión, pues los líquidos pueden ejercer menos presión que los gases.

¿Cómo se clasifican las propiedades de los fluidos?

Las propiedades de los fluidos se encargan de dictar cómo se comportan los fluidos y mencionar las características que componen a los fluidos cuando se encuentran en movimiento y en reposo. Las propiedades se dividen en dos las cuales son: Propiedades primarias y Propiedades secundarias. 

Propiedades primarias

Las propiedades primarias o también denominadas “termodinámicas” describen diez propiedades que conforman a los diferentes tipos de fluidos conocidos, estas propiedades son:

Presión: se entiende por presión como la cantidad de fuerza ejercida por unidad de área a un objeto. En el caso de los fluidos interviene la presión termodinámica que puede coincidir con la presión media o la presión hidrostática donde, por una parte, la presión llega al fluido en diferentes direcciones y por otra representa la presión de un fluido en reposo.

Densidad: se refiere a la magnitud escalar relacionada con la cantidad de masa que se encuentra en un determinado volumen de un fluido o sustancia. Naturalmente se obtiene la densidad de una materia sin importar el tamaño o la masa total de la misma y se calcula como Kg por m³.

Temperatura: es una magnitud escalar referida a los conceptos básicos de la medición de calor a través de un termómetro, el cual registra el grado total de energía de cualquier sistema termodinámico. Sea el caso de los fluidos.

Energía interna: es aquella energía asociada al movimiento aleatorio de moléculas que están en un fluido. De hecho, también se interpreta como el total de la energía que produce un cuerpo debido a su movimiento, lo cual afirma el anterior punto.

Entalpía: se identifica como una magnitud de tipo termodinámica que formula una medida de la cantidad de energía absorbida, pérdida o cedida por un sistema termodinámico.

Entropía: expresa la medición del grado de organización y desorganización de un sistema termodinámico y también se entiende como el incremento de energía interna ante el aumento de temperatura de todo un sistema, además de describir el carácter irreversible de dichos sistemas.

Calor específico: mide los niveles calóricos que se deben suministrar a una sustancia para incrementar su temperatura en una única unidad que se mide en diferentes escalas.

Viscosidad: es una propiedad física de los fluidos la cual sucede a partir del encuentro entre partículas que se mueven bajo diferentes velocidades pertenecientes al mismo fluido. Esto provoca que la viscosidad puede también usarse como medida de resistencia gracias al producto de las colisiones de partículas.

Peso específico: es la relación que se forma entre el peso de una determinada sustancia y el su volumen

Volumen específico: trata sobre el volumen de materia por unidad de masa de un cuerpo. Esto significa que si se tiene dos cuerpos del mismo material de diferente tamaño, ambos sólo serán iguales en el peso específico final.

Propiedades secundarias

Las propiedades secundarias, como se mencionó anteriormente, hacen énfasis sobre el comportamiento de los fluidos los cuales se dividen en cuatro principales comportamientos:

Tensión superficial: comprende cantidad de energía que se necesita para incrementar la superficie de un fluido por unidad de área. Esto provoca que el aumento de la superficie del líquido imponga una resistencia la cual permite que fuerzas intermoleculares intervengan, dando capacidad al fenómeno de “caminar” o “flotar” sobre el agua a insectos y objetos livianos.

Conductividad térmica: consiste en la capacidad de transferencia de energía cinética o calor de las partículas de una sustancia a otras partículas de otros cuerpos que puedan ser receptores de dicha energía.

Compresibilidad: es una propiedad de medición de la materia que tiene la capacidad de disminuir el volumen de fluidos de un cuerpo cuando se es sometido a una presión o compresión.

Capilaridad: se conoce como la capacidad o el rango que tiene un líquido para lograr subir o bajar mediante una superficie. Esto sucede debido a una cadena de dependencia donde la capilaridad depende de la tensión superficial, quien a su vez depende de la cohesión del líquido.