Propiedades de los fluidos.
¿Qué propiedades presentan los fluidos?, ¿son las mismas de los sólidos? Para
que puedas responder estas y otras interrogantes.
Compresibilidad
Observa la situación A, ¿qué sucede si tomas una jeringa que contiene aire, tapas su
extremo con un dedo y presionas el émbolo? El volumen del aire al interior de la
jeringa disminuirá. Observa ahora la situación B, ¿qué sucede si, en lugar de aire, la
jeringa contiene un líquido?, ¿disminuirá también el volumen al presionar el émbolo?.
La compresibilidad no es igual para todos los fluidos. Los gases son fácilmente
compresibles. ¿A qué se debe esto? A que sus moléculas se encuentran muy
separadas en relación a su tamaño y la fuerza de atracción entre ellas es débil. Por
esto, al ejercer una fuerza sobre un gas, sus moléculas se juntan, disminuyendo el
espacio que este ocupa en el recipiente que lo contiene.
En el caso de los líquidos, como tienen un volumen definido,se requiere una gran
fuerza para poder comprimir los.
Si bien las distancias entre las moléculas de los
líquidos son mayores que en el caso de los sólidos, presentan una gran fuerza de
atracción entre ellas. Por ello, para comprimir los, es necesario aplicar una fuerza
mayor que la que existe entre los enlaces que unen sus moléculas.
Las moléculas se encuentran unidas gracias a una fuerza eléctrica que existe entre
ellas. La compresibilidad va a depender de la magnitud de dicha fuerza, ya que, para
poder disminuir el volumen de un cuerpo (o juntar sus moléculas) se debe aplicar
una fuerza que supere a la que las mantiene unidas.
Por lo tanto, como en un gas la
fuerza entre sus moléculas es débil, este es altamente compresible. Mientras que en
un líquido, la fuerza que se requiere para comprimir lo es mucho mayor que en el
caso de un gas.
Viscosidad
¿Qué significa que un fluido sea viscoso?, ¿qué es más viscoso, el agua o el aceite?
La viscosidad se refiere a la resistencia de un líquido o un gas a fluir.
Todos los fluidos presentan cierto grado de viscosidad, que está determinado por
la fricción entre las moléculas que lo conforman.
Un fluido viscoso característico es la miel, sustancia en la que cada porción se
mueve a distintas velocidades debido a su alta viscosidad. Si comparamos el agua
con la miel, ciertamente el agua fluye más fácilmente. Por lo tanto, el agua es
menos viscosa que la miel.
En los líquidos, la viscosidad se relaciona con las fuerzas de cohesión que existen
entre sus moléculas. Estas fuerzas son las que dificultan el movimiento del líquido, ya
que cuando se desplazan las moléculas de las capas superiores, las que se encuentran
debajo ejercen una fuerza de atracción sobre ellas, frenando su desplazamiento.
En el caso de los gases, la viscosidad está asociada al choque de sus moléculas,debido a que estas se mueven libremente.
Debido a los espacios que se generan durante el choque entre las partículas, los gases fluyen más rápidamente; es decir, tienen una viscosidad inferior en relación a los líquidos.
Tanto en los líquidos como en los gases, la viscosidad depende de la velocidad con que el fluido se desplaza. Si aumenta la velocidad con la que fluye, disminuye su viscosidad.
Tensión superficial
Si llenas lentamente un vaso con agua, notarás que cuando el líquido supera
levemente el nivel del vaso no se derrama inmediatamente, ya que en la superficie
la fuerza que mantiene unidas las moléculas es mayor. Este fenómeno es conocido
como tensión superficial. ¿Por qué el agua se puede mantener de esta forma,
sin derramarse?.
En un líquido, las moléculas se atraen mutuamente, y cada una de ellas está
rodeada por moléculas iguales. Por ello, la fuerza de atracción será la misma en
todas direcciones. Sin embargo, las moléculas de la superficie son atraídas solo por
las que se encuentran debajo. Debido a esto, la superficie del líquido se contrae y
se “resiste” a estirarse o romperse.
La tensión superficial es una propiedad de los líquidos, pero no es aplicable a los
gases.
La tensión superficial del líquido se comporta como una fuerza que se opone al
aumento de área del líquido. La tensión superficial se mide en newton/metro
(N/m). La siguiente tabla muestra la tensión superficial de algunos líquidos. ¿Qué
implica que el agua tenga una tensión superficial mayor?.
Características
Movimiento no acotado de las moléculas. Son infinitamente deformables, los desplazamientos que un punto material o molécula puede alcanzar en el seno del fluido no están acotados (esto contrasta con los sólidos deformables, donde los desplazamientos están mucho más limitados).
Esto se debe a que sus moléculas no tienen una posición de equilibrio, como sucede en los sólidos donde la mayoría de moléculas ejecutan pequeños movimientos alrededor de sus posiciones de equilibrio.
Compresibilidad. Todos los fluidos son compresibles en cierto grado.
No obstante, los líquidos son altamente incompresibles a diferencia de los gases que son altamente compresibles. Sin embargo, la compresibilidad no diferencia a los fluidos de los sólidos, ya que la compresibilidad de los sólidos es similar a la de los líquidos.
Viscosidad, aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos. La viscosidad hace que la velocidad de deformación puede aumentar las tensiones en el seno del medio continuo. Esta propiedad acerca a los fluidos viscosos a los sólidos escolásticos.
Distancia Molecular Grande: Esta es unas características de los fluidos la cual sus moléculas se encuentran separadas a una gran distancia en comparación con los sólidos y esto le permite cambiar muy fácilmente su velocidad debido a fuerzas externas y facilita su compresión.
Fuerzas de Van red Wallis: Esta fuerza fue descubierta por el físico holandés Jordanes Van de Wallis, el físico encontró la importancia de considerar el volumen de las moléculas y las fuerzas intermusculares y en la distribución de cargas positivas y negativas en las moléculas estableciendo la relación entre presión, volumen, y temperatura de los fluidos.
Ausencia de memoria de forma, es decir, toman las forma del recipiente que lo contenga, sin que existan fuerzas de recuperación elástica como en los sólidos.
Debido a su separación 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 así podemos calcular su volumen y densidad, esto facilita su estudio.
Esta última propiedad es la que diferencia más claramente a fluidos (líquidos y gases) de sólidos deformables.
Para el estudio de los fluidos es indispensable referirnos a la mecánica de fluidos que es la ciencia que estudia los movimientos de los fluidos y una rama de la mecánica de medios continuos. También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita.
imágenes :
experimentos :
experimentos :
Experimento 1: Calcular la densidad del agua de la llave determinando su masa y su volumen. Variar la
temperatura del agua y observar los cambios que presenta en la densidad (gratificar). Repetir para agua
de mar. ¿Cómo se comparan los resultados de agua de la llave con agua de mar?
Experimento 2: Determinar la densidad del aceite de cocina y compárala con la densidad del agua de la
llave a temperatura ambiente. Si se colocan ambos líquidos en un recipiente, ¿cómo se acomodan? ¿Qué
pasa si se pone el agua arriba del aceite y viceversa?
Experimento 3: Determinar la densidad del alcohol. ¿Qué esperarías al ponerlo en un recipiente con
aceite?
Experimento 4: Comparar la compresibilidad de varios fluidos. Llenar una jeringa de aire. Tapar la boca
de la jeringa con un dedo y presionar para sacar el aire. Repite llenando la jeringa con agua. ¿Puedes
decir cual de los dos fluidos es más compresible?
Experimento 5: En una placa de vidrio colocar miel a temperatura ambiente. Deslizar un acetato sobre
la miel y sentir la resistencia al movimiento ocasionada por el fluido. Calentar la miel y repetir. ¿En que
caso es menor la viscosidad de la miel? ¿Es menos viscosa la miel que el aceite? Explicar.
experimento 6 Poner agua en un tubo de ensayo abierto. Dejar caer un diálogo y medir el tiempo que
tarda en llegar al fondo. Repetir con aceite y con miel. ¿Qué te dice de la viscosidad?
Experimento 7: En una mezcla estratificada de alcohol y agua, agregar una gota de aceite de oliva.
Explicar porque se acomoda entre el alcohol y el agua. Analizar la forma que adquiere el aceite de oliva
y explicar esa forma.
Experimento 8: Colocar en un tubo delgado agua, en otro aceite y un tercero mercurio. Notar la forma
del menisco en cada caso y explicar si son diferentes y porqué.
Experimento 9: Poner tubos de diferentes diámetros en un recipiente con agua con colorante. Medir la
a tura hasta la que sube el agua por capilaridad. Hallar una relación entre el radio del tubo y la altura a
la que sube el agua. Si hubieras elegido aceite en lugar de agua ¿llegaría a la misma altura el fluido?
Demostrar.
conclusión:
Lo que yo aprendí con este trabajo , es saber mas de los fluidos , las transformaciones , mezclas , pero lo mas significativo es que uno se une mas con las compañeras con los trabajos ._ aprendí a conocer imagen que con ellas se ase la labor , mas fácil y con vídeos .
introducción:
lo que yo voy a presentar es la unidad de transformaciones de la materia , a mi me toco propiedades de los fluidos , en lo que concluye es que se caracteriza por la imágenes , y el resumen de lo que son los fluidos .
imágenes del curso :
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