Fundamentos de la Mecánica de Fluidos: Propiedades Esenciales y Comportamiento Termodinámico

Definición y Comportamiento de los Fluidos

Un fluido es una sustancia o medio continuo que se deforma continuamente en el tiempo ante la aplicación de una solicitación o tensión tangencial, sin importar la magnitud de esta.

Comportamiento de Fluidos

Se denomina comportamiento de fluido a la forma en que reacciona o se comporta un líquido o gas que es sometido a variaciones de algunas variables externas. Por ejemplo, qué le pasa a un líquido o un gas cuando se calienta a presión constante, se comprime a temperatura constante, o cuando cambian de fase (líquido que se evapora o gas que se condensa).

Propiedades Fundamentales de los Fluidos

Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y características del mismo, tanto en reposo como en movimiento. Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido.

Propiedades Primarias (Termodinámicas)

Estas propiedades son esenciales para describir el estado termodinámico del fluido:

• Presión
• Densidad
• Temperatura
• Energía Interna
• Entalpía
• Entropía
• Calores Específicos
• Viscosidad

Propiedades Secundarias

Estas propiedades caracterizan el comportamiento específico de los fluidos:

• Viscosidad
• Conductividad Térmica
• Tensión Superficial
• Compresibilidad

Densidad

La densidad de una sustancia es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.

Compresibilidad

La compresibilidad es una propiedad de la materia por la cual todos los cuerpos disminuyen de volumen al someterlos a una presión o compresión determinada, manteniendo constantes otros parámetros.

Compresibilidad en Sólidos, Líquidos y Gases

Los sólidos, a nivel molecular, son muy difíciles de comprimir, ya que sus moléculas están muy juntas y existe poco espacio libre entre ellas como para acercarlas sin que aparezcan fuerzas de repulsión fuertes.

Esta situación contrasta con la de los gases, los cuales tienen sus moléculas separadas y que, en general, son altamente compresibles bajo condiciones de presión y temperatura normales.

Los líquidos, bajo condiciones de temperatura y presión normales, son también bastante difíciles de comprimir, aunque presentan una pequeña compresibilidad mayor que la de los sólidos.

Viscosidad

La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad, todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad.

Presión

En física, la presión (símbolo P) [1][2] es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.