Propriedades fluidas

Explicamos quais são as propriedades dos fluidos, as primárias ou termodinâmicas e as propriedades secundárias ou específicas de comportamento.

Quais são as propriedades dos fluidos?

Os fluidos são meio material contínuo formado por substâncias nas quais há uma atração fraca entre suas partículas. Portanto, eles mudam de forma sem que ocorram forças em seu interior que tendam a restaurar sua configuração original (como ocorre no caso de sólidos deformáveis).

Outra propriedade importante dos fluidos é a viscosidade, graças à qual podem ser classificados como:

• Fluidos newtonianos ou de viscosidade constante.
• Fluidos não newtonianos, cuja viscosidade depende da temperatura e da tensão de cisalhamento aplicada a eles.
• Fluidos perfeitos ou superfluidos, que apresentam aparente ausência de viscosidade.

Lembremos que apenas Líquidos e gases são considerados fluidos. Muitas vezes falamos em “fluidos ideais” porque são mais fáceis de estudar e, embora não existam na realidade, são uma excelente aproximação. Os sólidos carecem da propriedade elementar de fluir e por isso tendem a manter a forma, pois a atração entre suas partículas é muito mais intensa.

Veja também: Propriedades da matéria

Características básicas dos fluidos

Os fluidos possuem características físicas elementares que os definem e os diferenciam de outras formas de matéria, tais como:

• Deformabilidade infinita. Suas moléculas seguem movimentos ilimitados e não existe uma posição de equilíbrio entre todas elas.
• Compressibilidade. É possível comprimir fluidos até certo ponto, ou seja, fazê-los ocupar um volume menor que o determinado. Os gases são mais compressíveis que os líquidos.
• Gosma. Este é o nome dado à tensão interna do fluido que se opõe ao movimento, ou seja, a resistência ao movimento oferecida por um fluido e que é muito maior nos líquidos do que nos gases.
• Ausência de memória de forma. Os fluidos ocupam a forma do recipiente que os contém, ou seja, se forem deformados, não retornam à configuração original, portanto carecem completamente de elasticidade.

Propriedades termodinâmicas (ou primárias)

Também chamadas de propriedades primárias, são aquelas que têm a ver com os níveis de energia dos fluidos.

• Pressão. Medida em pascal no Sistema Internacional (SI), a pressão é a projeção da força que um fluido exerce perpendicularmente a uma unidade de área. Por exemplo: pressão atmosférica ou pressão da água no fundo do oceano.
• Densidade. É uma quantidade escalar geralmente medida em quilogramas por metro cúbico ou gramas por centímetro cúbico. Mede a quantidade de matéria por determinado volume de uma substância, independentemente do tamanho e da massa.
• Temperatura. Está relacionado à quantidade de energia interna de um sistema termodinâmico (um corpo, um fluido, etc.) e é diretamente proporcional à energia cinética média de suas partículas. A temperatura pode ser medida registrando o calor que o sistema fornece a um termômetro.
• Entalpia. Simbolizado na física pela letra H, é definido como a quantidade de energia que um determinado sistema termodinâmico troca com o seu ambiente, perdendo ou ganhando calor através de diferentes mecanismos, mas a pressão constante.
• Entropia. Simbolizado pela letra S, consiste no grau de desordem dos sistemas termodinâmicos em equilíbrio e descreve a natureza irreversível dos processos pelos quais são submetidos. Num sistema isolado, a entropia nunca pode diminuir: ou permanece constante ou aumenta.
• Calor específico. É a quantidade de calor que uma unidade de uma substância necessita para aumentar sua temperatura em uma unidade. Dependendo das unidades utilizadas e das escalas para medir temperaturas, a unidade de calor específico pode ser cal/gr.ºC, ou J/kg.K, por exemplo. É representado pela letra c.
• Peso específico. É a razão entre o peso de uma quantidade de uma substância e seu volume, medido de acordo com o Sistema Internacional em Newtons por metro cúbico (N/m³).
• força coesiva. As partículas de uma substância são mantidas unidas por diversas forças intermoleculares (ou coesão), que impedem que cada uma delas saia por conta própria. Essas forças são mais fortes nos sólidos, menos nos líquidos e muito fracas nos gases.
• Energia interna. É a soma da energia cinética total das partículas que constituem uma substância, juntamente com a energia potencial associada às suas interações.

Propriedades comportamentais específicas (ou secundárias)

Essas propriedades, também chamadas de secundárias, são típicas do modo físico de comportamento dos fluidos:

• Gosma. É uma medida da resistência do fluido às deformações, tensões de tração e movimento. A viscosidade responde ao fato de que as partículas do fluido não se movem todas na mesma velocidade, o que produz colisões entre elas que atrasam o movimento.
• Condutividade térmica. Representa a capacidade de transmissão de calor dos fluidos, ou seja, de transferir a energia cinética das partículas para outras adjacentes com as quais estão em contato.
• Tensão superficial. É a quantidade de energia necessária para aumentar a área superficial de um líquido por unidade de área, mas pode ser entendida como a resistência que os fluidos, principalmente os líquidos, apresentam ao aumentar sua área superficial. É isso que permite que alguns insetos “andem” sobre a água.
• Compressibilidade. É até que ponto o volume de um fluido pode ser reduzido submetendo-o a pressão ou compressão.
• Capilaridade. Ligada à tensão superficial dos fluidos (e, portanto, à sua coesão), está a capacidade de um fluido subir ou descer um tubo capilar, ou seja, o quanto ele “molha” um líquido. Isso pode ser facilmente observado quando mergulhamos a ponta de um guardanapo seco em um líquido e observamos até que ponto a mancha líquida se estende no papel contra a força da gravidade.
• Coeficiente de difusão. É a facilidade com que um soluto específico se move em um determinado solvente, dependendo do tamanho do soluto, da viscosidade do solvente, da temperatura da mistura e da natureza das substâncias.

Continue com: Propriedades específicas da matéria

Referências

• “Fluidos” na Wikipedia.
• “Propriedades dos fluidos” (vídeo) na Universidade Politécnica de Valência (Espanha).
• “Fluidos e suas propriedades” na Área de Ciências.
• “Propriedades dos fluidos” na Universidade Autônoma da Baixa Califórnia (México).