Fluido
Si definisce fluido un materiale (generalmente costituito da una sostanza o da una miscela di più sostanze) che non è dotato di forma propria e non può sostenere uno sforzo di taglio per un tempo apprezzabile. A causa della configurazione plastica delle particelle, con il termine fluido si fa riferimento a liquidi, agli aeriformi, al plasma e, in alcuni casi, ai solidi plastici. Dal punto di vista macroscopico i fluidi sono sistemi continui, composti cioè da un numero infinito di elementi.
Descrizione
Studio dei fluidi
Lo studio dei fluidi è detto fluidomeccanica. Nella fluidomeccanica si distinguono le seguenti branche:[1]
- fluidostatica: se il fluido studiato in un sistema di riferimento in cui appare fermo;
- fluidodinamica: se il fluido è in moto.
In queste discipline stesso si semplifica il fenomeno fisico attraverso il modello a fluido ideale; quest'ultimo si definisce come corpo omogeneo, non viscoso ed incompressibile (se liquido).
Differenze tra solidi e fluidi
Comunemente si usa distinguere i fluidi dai solidi per il fatto che questi ultimi hanno una forma propria, mentre i fluidi assumono la forma del recipiente che li contiene.[2]
Nei solidi gli sforzi che si generano in conseguenza di una deformazione sono funzione della deformazione stessa, mentre nei fluidi gli sforzi sono proporzionali alla velocità di deformazione. Il comportamento fluido è caratterizzato dalla viscosità mentre quello solido dal modulo di elasticità (o di Young). A livello molecolare questo significa che due particelle di fluido inizialmente contigue possono essere allontanate indefinitamente tra loro da una forza anche piccola e costante; cessata la causa deformante, le particelle non tendono a riavvicinarsi (ritorno elastico): ciò è dovuto alla diversa entità delle forze intermolecolari che agiscono all'interno di un solido e di un liquido.
Tale distinzione però consiste in un'approssimazione poiché in tutti i materiali reali gli sforzi sono funzione sia della deformazione che della velocità di deformazione.[3] Ecco, quindi, che emerge un'ulteriore classificazione dei materiali, una terza per la quale entrambi i comportamenti coesistono e non è possibile trascurarne né l'uno né l'altro: si parla in questo caso di fluidi (o solidi) viscoelastici.
Viscosità lineare e nonlineare
A seconda dalla linearità o meno della legge sforzo-deformazione del fluido, i fluidi possono essere classificati come:
- fluido newtoniano: per i quali gli sforzi sono lineari nella (velocità di) deformazione;
- fluidi nonlineari: dove lo sforzo non è direttamente proporzionale alla velocità di deformazione.
Il comportamento dei fluidi è descritto da una serie di equazioni a derivate parziali, basate sulle leggi di conservazione della massa, del bilancio della quantità di moto e di conservazione dell'energia (le equazioni che descrivono i fluidi lineari sono le leggi di Navier).
Note
Bibliografia
- Bird, Steward, Lightfoot, Fenomeni di trasporto, CEA, Milano.
- (EN) R.K. Bansal, A Text Book of Fluid Mechanics and Hydraulic Machines, Firewall Media, 2005, ISBN 81-7008-311-7.
- (EN) DOE Fundamentals Handbook: Thermodynamics, heat transfer, and fluid flow, vol. 1, Washington, U.S. Department of Energy, 1992.
Voci correlate
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Collegamenti esterni
- Fluido, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
- Stefano Ludovico Straneo, FLUIDI, in Enciclopedia Italiana, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 1932.
- Fluido, in Dizionario delle scienze fisiche, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 1996.
- Flùido, su Vocabolario Treccani, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
- flùido, su sapere.it, De Agostini.
- (EN) fluid, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
- (EN) Opere riguardanti Fluids, su Open Library, Internet Archive.
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