Propiedades de los fluidos

Te explicamos cuáles son las propiedades de los fluidos, las primarias o termodinámicas y las secundarias o de comportamiento específico.

¿Cuáles son las propiedades de los fluidos?

Los fluidos son medios materiales continuos formados por sustancias en las que existe una atracción débil entre sus partículas. Por eso, cambian de forma sin que se produzcan en su interior fuerzas que tiendan a restituir su configuración original (como sí ocurre en el caso de los sólidos deformables).

Otra propiedad importante de los fluidos es la viscosidad, gracias a la cual pueden clasificarse en:

• Fluidos newtonianos o de viscosidad constante.
• Fluidos no newtonianos, cuya viscosidad depende de su temperatura y la tensión cortante que se les aplique.
• Fluidos perfectos o superfluidos, que presentan una aparente ausencia de viscosidad.

Recordemos que solo los líquidos y gases son considerados fluidos. Muchas veces se habla de “fluidos ideales» porque son más sencillos de estudiar y, si bien no existen en la realidad, resultan una excelente aproximación. Los sólidos carecen de la propiedad elemental de fluir y por eso tienden a conservar su forma, ya que la atracción entre sus partículas es mucho más intensa.

Ver además: Propiedades de la materia

Características básicas de los fluidos

Los fluidos tienen características físicas elementales que los definen y diferencian de otras formas de la materia, tales como:

• Deformabilidad infinita. Sus moléculas siguen movimientos no acotados y entre todas ellas no existe una posición de equilibrio.
• Compresibilidad. Es posible comprimir fluidos hasta cierto grado, o sea, hacerlos ocupar un volumen inferior al dado. Los gases son más compresibles que los líquidos.
• Viscosidad. Se llama así a la tensión interna del fluido que se opone al movimiento, es decir, a la resistencia a desplazarse que ofrece un fluido y que es mucho mayor en los líquidos que en los gases.
• Ausencia de memoria de forma. Los fluidos ocupan la forma del recipiente que los contiene, es decir, si se deforman, no vuelven a la configuración original, por lo tanto carecen totalmente de elasticidad.

Propiedades termodinámicas (o primarias)

También llamadas propiedades primarias, son aquellas que tienen que ver con los niveles de energía en los fluidos.

• Presión. Medida en pascales en el Sistema Internacional (SI), la presión es la proyección de la fuerza que un fluido ejerce perpendicularmente a una unidad de superficie. Por ejemplo: la presión atmosférica o la presión del agua en el fondo oceánico.
• Densidad. Es una magnitud escalar que, en general, se mide en kilogramos por metro cúbico o gramos por centímetro cúbico. Mide la cantidad de materia por volumen determinado de una sustancia, independientemente del tamaño y de la masa.
• Temperatura. Está relacionada con la cantidad de energía interna de un sistema termodinámico (un cuerpo, un fluido, etc.), y es directamente proporcional a la energía cinética promedio de sus partículas. La temperatura puede medirse mediante el registro de calor que el sistema cede a un termómetro.
• Entalpía. Simbolizada en física con la letra H, se define como la cantidad de energía que un sistema termodinámico determinado intercambia con su entorno, ya sea perdiendo o ganando calor a través de diferentes mecanismos pero a presión constante.
• Entropía. Simbolizada con la letra S, consiste en el grado de desorden de los sistemas termodinámicos en equilibrio y describe el carácter irreversible de los procesos que sufren. En un sistema aislado, la entropía jamás puede disminuir: o permanece constante o aumenta.
• Calor específico. Es la cantidad de calor que una unidad de una sustancia requiere para incrementar su temperatura en una unidad. Dependiendo de las unidades usadas y de las escalas para medir temperaturas, la unidad del calor específico puede ser cal/gr.ºC, o J/kg.K, por ejemplo. Se representa con la letra c.
• Peso específico. Es la razón entre el peso de una cantidad de una sustancia y su volumen, medida según el Sistema Internacional en Newtons por metro cúbico (N/m³).
• Fuerza de cohesión. Las partículas de una sustancia se mantienen juntas por diversas fuerzas intermoleculares (o de cohesión), que impiden que cada una se vaya por su cuenta. Estas fuerzas son más intensas en los sólidos, menos en los líquidos y muy débiles en los gases.
• Energía interna. Se trata de la sumatoria de la energía cinética total de las partículas que componen una sustancia, junto con la energía potencial asociada a sus interacciones.

Propiedades de comportamiento específico (o secundarias)

Estas propiedades, también llamadas secundarias, son típicas del modo físico de comportamiento de los fluidos:

• Viscosidad. Se trata de una medida de la resistencia del fluido a las deformaciones, tensiones de tracción y movimiento. La viscosidad responde al hecho de que las partículas del fluido no se mueven todas a la misma velocidad, lo que produce choques entre ellas que retrasan el movimiento.
• Conductividad térmica. Representa la capacidad de transmisión del calor de los fluidos, o sea, de transferir la energía cinética de las partículas a otras adyacentes con las que está en contacto.
• Tensión superficial. Es la cantidad de energía necesaria para aumentar la superficie de un líquido por unidad de área, pero puede entenderse como la resistencia que presentan los fluidos, sobre todo los líquidos, al aumentar su superficie. Esto es lo que permite que algunos insectos “caminen” sobre el agua.
• Compresibilidad. Es la medida en que puede disminuirse el volumen de un fluido al someterlo a una presión o compresión.
• Capilaridad. Vinculada con la tensión superficial de los fluidos (y, por lo tanto, de su cohesión), es la capacidad de un fluido de subir o bajar por un tubo capilar, o sea, qué tanto “moja” un líquido. Esto puede verse fácilmente cuando sumergimos la punta de una servilleta seca en un líquido y observamos qué tan arriba se extiende la mancha de líquido sobre el papel contra la fuerza de gravedad.
• Coeficiente de difusión. Es la facilidad con que un soluto específico se mueve en un disolvente dado, dependiendo del tamaño del soluto, la viscosidad del solvente, la temperatura de la mezcla y la naturaleza de las sustancias.

Sigue con: Propiedades específicas de la materia

Referencias

• “Fluidos” en Wikipedia.
• “Propiedades de los fluidos” (video) en Universidad Politécnica de Valencia (España).
• “Fluidos y sus propiedades” en Área Ciencias.
• “Propiedades de los fluidos” en Universidad Autónoma de Baja California (México).