Fluido

En la animacin, el fluido de abajo es ms viscoso que el de arriba, eso conlleva que al caer un objeto sobre l tengan comportamiento cualitativamente diferentes.Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas molculas slo hay una fuerza de atraccin dbil. La propiedad definitoria es que los fluidos pueden cambiar de forma sin que aparezcan en su seno fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original" (lo cual constituye la principal diferencia con un slido deformable, donde s hay fuerzas restitutivas).Un fluido es un conjunto de partculas que se mantienen unidas entre si por fuerzas cohesivas dbiles y las paredes de un recipiente; el trmino engloba a los lquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posicin que toman sus molculas vara, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen. Los lquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propias. Las molculas no cohesionadas se deslizan en los lquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos estn conformados por los lquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales).ndice 1 Caractersticas 2 Propiedades 2.1 Propiedades primarias 2.2 Propiedades secundarias 3 Descripcin de los fluidos 3.1 Clasificacin 3.2 Descripcin matemtica 3.3 Agitacin molecular 4 Referencias 4.1 BibliografaCaractersticas Movimiento no acotado de las molculas. Son infinitamente deformables, los desplazamientos que un punto material o molcula puede alcanzar en el seno del fluido no estn acotados (esto contrasta con los slidos deformables, donde los desplazamientos estn mucho ms limitados). Esto se debe a que sus molculas no tienen una posicin de equilibrio, como sucede en los slidos donde la mayora de molculas ejecutan pequeos movimientos alrededor de sus posiciones de equilibrio. Compresibilidad. Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los lquidos son altamente incompresibles a diferencia de los gases que son altamente compresibles. Sin embargo, la compresibilidad no diferencia a los fluidos de los slidos, ya que la compresibilidad de los slidos es similar a la de los lquidos. Viscosidad, aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los lquidos. La viscosidad hace que la velocidad de deformacin puede aumentar las tensiones en el seno del medio continuo. Esta propiedad acerca a los fluidos viscosos a los slidos viscoelsticos. Distancia Molecular Grande: Esta es una de las caractersticas de los fluidos en la cual sus molculas se encuentran separadas a una gran distancia en comparacin con los slidos y esto le permite cambiar muy fcilmente su velocidad debido a fuerzas externas y facilita su compresin. Fuerzas de Van der Waals: Esta fuerza fue descubierta por el fsico holands Johannes Van der Waals, el fsico encontr la importancia de considerar el volumen de las molculas y las fuerzas intermoleculares y en la distribucin de cargas positivas y negativas en las molculas estableciendo la relacin entre presin, volumen, y temperatura de los fluidos. Ausencia de memoria de forma, es decir, toman la forma del recipiente que lo contenga, sin que existan fuerzas de recuperacin elstica como en los slidos. Debido a su separacin 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 as podemos calcular su volumen y densidad, esto facilita su estudio. Esta ltima propiedad es la que diferencia ms claramente a fluidos (lquidos y gases) de slidos deformables.Para el estudio de los fluidos es indispensable referirnos a la mecnica de fluidos que es la ciencia que estudia los movimientos de los fluidos y una rama de la mecnica de medios continuos. Tambin estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita.PropiedadesLas propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y caractersticas del mismo tanto en reposo como en movimiento. Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido.Propiedades primariasPropiedades primarias o termodinmicas: Presin Densidad Temperatura Energa interna Entalpa Entropa Calores especficos Viscosidad Peso y volumen especficosPropiedades secundariasCaracterizan el comportamiento especfico de los fluidos. Viscosidad Conductividad trmica Tensin superficial Compresibilidad CapilaridadDescripcin de los fluidosClasificacinLos fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes caractersticas, de acuerdo con su comportamiento viscosos que presentan en: Fluidos perfectos o superfluidos Fluidos newtonianos Fluidos no newtonianosRespecto a su densidad y tipo de movimiento de las molculas y el estado fsico un fluido puede ser clasificado en: Lquido Vapor GasIncluso el plasma puede llegar a modelarse como un fluido, aunque este contenga cargas elctricas.1Descripcin matemticaArtculo principal: Mecnica de fluidosSi bien las molculas que forman los fluidos pueden cambiar su posicin relativa y son elementos discretos y separables unos de otros. La manera de estudiarlos y predecir su comportamiento la mayor parte de situaciones es tratarlos como un medio continuo. De esta forma, las variables de estado del material, tales como la presin, la densidad y la velocidad podrn ser consideradas como funciones continuas del espacio y del tiempo, conduciendo naturalmente a la descripcin de los fluidos como un conjunto de campos vectoriales y escalares, que coevolucionan a medida que una masa de fluido se deplaza como un todo o cambia de forma. Las ecuaciones de movimiento que describen el comportamiento macroscpico de un fluidos bajo diversas condiciones exteriores son ecuaciones diferenciales que involucran las derivadas de diferentes magnitudes (escalares o vectoriales) respecto a las coordenadas. La ecuacin que relaciona las fuerzas sobre un fluido con el llamado tensor tensin que representa las fuerzas entre diferentes molculas es comn a la de los slidos deformables:(*)

Aqu representan las componentes del tensor de tensiones, mientras que las representan las componentes de las fuerzas volumtricas y son las componentes del campo de velocidades.La diferencia entre un fluido y un slido deformable es que en un fluido dicho tensor tensin no depende de la deformacin absoluta sino como mucho de la velocidad de deformacin. As para un fluido newtoniano la ecuacin constitutiva que da el tensor tensin en trminos del tensor velocidad de deformacin es:

que substituida en la ecuacin (*) proporciona las ecuaciones de Navier-Stokes.Agitacin molecularAl dividir la longitud del recorrido libre promedio de las molculas por la longitud caracterstica del sistema, se obtiene un nmero adimensional denominado nmero de Knudsen. Calculando el nmero de Knudsen es fcil saber cundo puede describirse el comportamiento de lquidos y gases mediante las ecuaciones de la dinmica de los fluidos. En efecto, si el nmero de Knudsen es menor a la unidad, la hiptesis del continuo podr ser aplicada; si el nmero de Knudsen es similar a la unidad o mayor, deber recurrirse a las ecuaciones de la mecnica estadstica para describir el comportamiento del sistema.Es por ello que la regin de nmeros de Knudsen cercanos o mayores a la unidad se denomina tambin regin de gases raros.Referencias1. Chen, Francis F. (1984). Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion: Plasma physics (en ingls) 1. Ilustrada, reimpresa (2a edicin). Springer. p.53. ISBN9780306413322. Consultado el 28 de octubre de 2011.Bibliografa Mott, Robert (1996) Mecnica de fluidos aplicada (4 edicin). Mxico: Pearson Educacin. ISBN 0-02-384231-8. Holzapfel, G.A. (2000). Nonlinear Solid Mechanics