¬ŅCu√°les son las propiedades del l√≠quido?

¬ŅCu√°les son las propiedades del l√≠quido?

Si alguien le pide que defina "líquido", puede comenzar con su experiencia diaria con cosas que sabe que califican como líquidos e intentar generalizar desde allí. El agua, por supuesto, es el líquido más importante y omnipresente en la tierra; Una cosa que lo distingue es que no tiene una forma definida, sino que se ajusta a la forma de lo que la contiene, ya sea un dedal o una depresión masiva en el planeta. es probable que asocies "líquido" con "fluir", como una corriente de río, o hielo derretido que corre por el lado de una roca.

esta idea de "sabes un l√≠quido cuando ves una", sin embargo, tiene sus l√≠mites. El agua es claramente un l√≠quido, al igual que los refrescos. pero ¬Ņqu√© pasa con un batido de leche, que se extiende sobre cualquier superficie que se vierte, pero m√°s lentamente que el agua o soda. y si un batido de leche es un l√≠quido, entonces, ¬Ņqu√© tal un helado que est√° a punto de derretirse? o el helado en si? Como sucede, los f√≠sicos han producido de manera √ļtil definiciones formales de un l√≠quido, junto con los otros dos estados de la materia.

¬ŅCu√°les son los diferentes estados de la materia?

la materia puede existir en uno de tres estados: como un sólido, un líquido o un gas. es posible que las personas utilicen "líquido" y "líquido" de manera intercambiable en el lenguaje cotidiano, como "beber mucho líquido cuando hace ejercicio en clima caluroso" y "es importante consumir muchos líquidos cuando se corre una maratón". pero formalmente, el estado líquido de la materia y el estado gaseoso de la materia forman fluidos. Un fluido es cualquier cosa que carece de la capacidad de resistir la deformación. Aunque no todos los fluidos son líquidos, las ecuaciones físicas que gobiernan los fluidos se aplican universalmente a los líquidos, así como a los gases. por lo tanto, cualquier problema matemático que se le solicite resolver que involucre líquidos se puede resolver utilizando las ecuaciones que gobiernan la dinámica y la cinética de los fluidos.

Los sólidos, líquidos y gases están hechos de partículas microscópicas, y el comportamiento de cada uno determina el estado resultante de la materia. en un sólido, las partículas están compactas, generalmente en un patrón regular; estas partículas vibran, o "sacuden", pero en general no se mueven de un lugar a otro. en un gas, las partículas están bien separadas y no tienen una disposición regular; vibran y se mueven libremente a velocidades considerables. Las partículas en un líquido están muy juntas, aunque no tan compactas como en los sólidos. estas partículas no tienen una disposición regular y se asemejan a los gases en lugar de los sólidos a este respecto. Las partículas vibran, se mueven y se deslizan unas sobre otras.

Tanto los gases como los líquidos asumen la forma de los contenedores que ocupan, una propiedad que los sólidos no tienen. Los gases, porque normalmente tienen mucho espacio entre las partículas, se comprimen fácilmente por fuerzas mecánicas. Los líquidos no se comprimen fácilmente y los sólidos se comprimen menos fácilmente. tanto los gases como los líquidos, que como se mencionó anteriormente se denominan juntos fluidos, fluyen fácilmente; los sólidos no lo hacen.

¬ŅCu√°les son las propiedades de los fluidos?

Los fluidos, como se mencionó, incluyen gases y líquidos, y claramente, las propiedades de estos dos estados de la materia no son idénticas o no tendría sentido distinguirlos. para los fines de esta discusión, sin embargo, las "propiedades de los fluidos" se refieren a las propiedades compartidas por los líquidos y los gases, aunque solo se puede pensar en "líquidos" a medida que se explora el material.

Primero, los fluidos tienen propiedades cinemáticas , o propiedades relacionadas con el movimiento del fluido, como la velocidad y la aceleración. Por supuesto, los sólidos también tienen tales propiedades, pero las ecuaciones utilizadas para describirlos son diferentes. segundo, los fluidos tienen propiedades termodinámicas , que describen el estado termodinámico de un fluido. Estos incluyen temperatura, presión, densidad, energía interna, entropía específica, entalpía específica y otros. solo algunos de estos serán detallados aquí. finalmente, los fluidos tienen una serie de propiedades misceláneas que no caen en ninguna de las otras dos categorías (por ejemplo, viscosidad, una medida de la fricción de un fluido, tensión superficial y presión de vapor).

La viscosidad es √ļtil cuando se resuelven problemas f√≠sicos que involucran objetos que se mueven a lo largo de una superficie con un fluido interpuesto entre el objeto y una superficie. Imagina un bloque de madera desliz√°ndose por una rampa suave pero seca. Ahora imagine el mismo escenario, pero con la superficie de la rampa cubierta con un fluido como aceite, jarabe de arce o agua corriente. claramente, todo lo dem√°s es igual, la viscosidad del fluido afectar√≠a la velocidad y la aceleraci√≥n del bloque a medida que baja por la rampa. La viscosidad se suele representar con una letra griega nu, o őĹ. La viscosidad cinem√°tica o din√°mica, que es la calidad de inter√©s en problemas que involucran movimientos como el que acabamos de describir, est√° representada por őľ, que es la viscosidad regular dividida por la densidad: őľ = őĹ / ŌĀ. la densidad a su vez es la masa por unidad de volumen, o m / v. ¬°Tenga cuidado de no confundir las letras griegas con las letras est√°ndar!

Otros conceptos y ecuaciones de f√≠sica b√°sica que se encuentran com√ļnmente en el mundo de los fluidos incluyen la presi√≥n (p), que es la fuerza por unidad de √°rea; temperatura (t), que es una medida de la energ√≠a cin√©tica de las mol√©culas en el fluido; masa (m), la cantidad de materia; peso molecular (generalmente mw), que es el n√ļmero de gramos de fluido en un mol de ese fluido (un mol de 6.02 √ó 10 23 part√≠culas, conocido como n√ļmero de avogadro); y volumen espec√≠fico, que es el rec√≠proco de densidad o 1 / ŌĀ. La viscosidad din√°mica ¬Ķ tambi√©n se puede expresar como masa / (longitud √ó tiempo).

en general, un fluido, si tuviera una mente, no le importar√≠a cu√°nto se deforme; no hace ning√ļn esfuerzo por "corregir" las alteraciones de su forma. en la misma l√≠nea, un fluido no tiene preocupaci√≥n por la rapidez con que se deforma; Su resistencia al movimiento depende de la velocidad de deformaci√≥n. La viscosidad din√°mica es un indicador de cu√°nto resiste un fluido a la velocidad de deformaci√≥n. as√≠ que si algo se desliza a lo largo, como en el ejemplo de la rampa y el bloque, y el fluido no puede "cooperar" (como ser√≠a el caso del jarabe de arce, pero no ser√≠a el caso del aceite vegetal), tiene un Alto valor de la viscosidad din√°mica.

¬ŅCu√°les son los diferentes tipos de fluidos?

Los dos fluidos de mayor inter√©s en el mundo real son el agua y el aire. Los tipos comunes de l√≠quidos, adem√°s del agua, incluyen aceite, gasolina, queroseno, disolventes y bebidas. muchos de los l√≠quidos m√°s comunes, incluidos los combustibles y los disolventes, son venenosos, inflamables o peligrosos, por lo que es peligroso tenerlos en el hogar porque, si los ni√Īos los adquieren, pueden confundirlos con l√≠quidos potables y consumirlos, lo que lleva a urgentes emergencias sanitarias.

El cuerpo humano, y de hecho casi toda la vida, es predominantemente agua. La sangre no se considera un l√≠quido, porque los s√≥lidos en la sangre no se dispersan uniformemente o no est√°n completamente disueltos en ella. En cambio, se considera una suspensi√≥n. El componente plasm√°tico de la sangre puede considerarse un l√≠quido para la mayor√≠a de los prop√≥sitos. Independientemente, el mantenimiento fluido es vital para la vida cotidiana. en la mayor√≠a de las situaciones, las personas no piensan en qu√© tan cr√≠ticos son los l√≠quidos potables para la supervivencia, porque en el mundo moderno es raro no tener acceso a agua limpia. pero las personas habitualmente se meten en problemas f√≠sicos como resultado de p√©rdidas excesivas de l√≠quidos durante competiciones deportivas como maratones, juegos de f√ļtbol y triatlones, aunque algunos de estos eventos incluyen literalmente docenas de estaciones de ayuda que ofrecen agua, bebidas deportivas y geles energ√©ticos (que podr√≠an ser l√≠quidos considerados).

flujo de fluido

Se ha descrito algo de la física de los fluidos, probablemente lo suficiente como para permitirte mantenerte en una conversación científica básica sobre las propiedades de los líquidos. sin embargo, es en el área del flujo de fluidos donde las cosas se vuelven especialmente interesantes.

La mecánica de fluidos es la rama de la física que estudia las propiedades dinámicas de los fluidos. En esta sección, debido a la importancia del aire y otros gases en la aeronáutica y otros campos de ingeniería, "fluido" puede referirse a un líquido o un gas: cualquier sustancia que cambie de forma de manera uniforme en respuesta a fuerzas externas. El movimiento de los fluidos se puede caracterizar mediante ecuaciones diferenciales, que se derivan del cálculo. El movimiento de los fluidos, como el movimiento de los sólidos, transfiere la masa, el momento (la velocidad de la masa) y la energía (fuerza multiplicada por la distancia) en el flujo. Además, el movimiento de los fluidos se puede describir mediante ecuaciones de conservación, como las ecuaciones de navier-stokes.

Una forma en que los fluidos se mueven que los s√≥lidos no hacen es que exhiben cizallamiento. esto es una consecuencia de la disposici√≥n con la que se pueden deformar los fluidos. cizallamiento se refiere a movimientos diferenciales dentro de un cuerpo de fluido como resultado de la aplicaci√≥n de fuerzas asim√©tricas. un ejemplo es un canal de agua, que exhibe remolinos y otros movimientos localizados incluso cuando el agua en su conjunto se mueve a trav√©s del canal a una tasa fija en t√©rminos de volumen por unidad de tiempo. la tensi√≥n de corte ŌĄ (la letra griega tau) de un fluido es igual al gradiente de velocidad (du / dy) multiplicado por la viscosidad din√°mica őľ; es decir, ŌĄ = őľ (du / dy).

Otros conceptos relacionados con los movimientos de fluidos incluyen arrastrar y levantar, ambos de los cuales son cruciales en la ingenier√≠a aeron√°utica. El arrastre es una fuerza resistiva que viene en dos formas: arrastre de superficie, que act√ļa solo sobre la superficie de un cuerpo que se mueve a trav√©s del agua (p. ej., la piel de un nadador), y arrastre de forma, que tiene que ver con la forma general del Cuerpo movi√©ndose a trav√©s del fluido. esta fuerza est√° escrita:

f d = c d ŌĀa (v 2 /2)

donde c es una constante que depende de la naturaleza del objeto que experimenta arrastre, ŌĀ es densidad, a es √°rea de secci√≥n transversal y v es velocidad. de manera similar, la elevaci√≥n, que es una fuerza neta que act√ļa perpendicular a la direcci√≥n del movimiento de un fluido, se describe mediante la expresi√≥n:

f l = c l ŌĀa (v 2 /2)

fluidos en fisiología humana

alrededor del 60 por ciento del peso total de su cuerpo consiste en agua. aproximadamente dos tercios de esto, o el 40 por ciento de su peso total, se encuentra dentro de las c√©lulas, mientras que el otro tercio, o el 20 por ciento de su peso, se encuentra en lo que se denomina espacio extracelular. el componente de agua de la sangre se encuentra en este espacio extracelular y representa aproximadamente una cuarta parte de toda el agua extracelular, es decir, el 5 por ciento del total del cuerpo. ya que aproximadamente el 60 por ciento de su sangre consiste en plasma, mientras que el otro 40 por ciento es s√≥lido (p. ej., gl√≥bulos rojos), puede calcular la cantidad de sangre que tiene en su cuerpo seg√ļn su peso.

una persona de 70 kg (154 libras) tiene aproximadamente (0.60) (70) = 42 kg de agua en su cuerpo. un tercio sería fluido extracelular, alrededor de 14 kg. una cuarta parte de esto sería plasma sanguíneo - 3.5 kg. esto significa que la cantidad total de sangre en el cuerpo de esta persona pesa aproximadamente (3.5 kg / 0.6) = 5.8 kg.



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