Fluido

fluidi costituiscono due dei tre principali stati di aggregazione della materia. Si definiscono fluidi tutti quei corpi materiali che, a causa della mobilità delle particelle che lo compongono, può subire delle grandi variazioni di forma sotto l’azione di forze di minima entità. In particolare, un fluido in quiete non oppone alcuna resistenza ai cambiamenti di forma.

Classificazione dei fluidi

I fluidi si distinguono in due grandi classi: i liquidi ed i gas.

  1. liquidi sono quei fluidi che oppongono una grande resistenza alle variazioni di volume; non occupano tutto il volume del rispettivo contenitore, qualsiasi essa sia la forma, depositandosi nella parte inferiore del recipiente stesso e presentano sempre una “superficie libera” di contatto (o di confine) con la sovrastante atmosfera.
  2. gas hanno invece comportamento opposto: sono sufficienti forze di modesta entità per variarne, in circostanze normali, il volume; immediata conseguenza del fatto che un gas occupa tutto il volume del recipiente in cui è contenuto (espandendosi).

Una delle proprietà che caratterizza i fluidi e che trova grande riscontro ed utilità nelle applicazioni tecniche è la compressibilità: sinteticamente si afferma che i gas sono notoriamente più compressibili dei liquidi che sono poco compressibili (o per semplicità assunti come incompressibili).

Fluidi assunti come sistemi continui

È noto che la materia è costituita da molecole situate a distanza reciproca grande rispetto alle loro dimensioni e che queste sono in continuo stato di agitazione (causata da energia cinetica e termica), anche quando la sostanza è in condizioni di quiete. Quando poi la sostanza è in movimento a tale permanente moto di agitazione si sovrappone un moto dal quale dipende un trasporto macroscopico di materia.

Quindi in un tal mezzo per sua natura discontinuo, non ha ovviamente senso parlare del valore di una grandezza (ad esempio densità, velocità, pressione, eccetera) in un punto, poiché essa risulta variabile con discontinuità da punto a punto e da istante ad istante, a seconda della presenza o meno di particelle nel punto considerato.

In realtà nell’ambito della meccanica dei fluidi i moti di agitazione molecolare interessano scarsamente mentre importa maggiormente, ad esempio, conoscere le azioni che un fluido in quiete o in movimento esercita sulle superfici di confine del campo di moto, il dislivello necessario per convogliare una determinata portata, eccetera. Di conseguenza si può prescindere dai moti di agitazione delle molecole, anzi dalla stessa presenza delle molecole, immaginando di sostituire alla sostanza reale una sostanza ideale: il mezzo continuo, che possiede con continuità gli attributi della materia effettivamente localizzate nelle molecole (massa, peso, densità, velocità, eccetera).

Pertanto se nello spazio occupato da un fluido si traccia una superficie chiusa che racchiude un volume finito, si suppone che la materia compresa al suo interno possegga in ogni caso una massa finita (senza spazi intermolecolari; al contrario di quanto avverrebbe se la superficie fosse tracciata negli spazi intermolecolari) e si suppone che tale massa tende a zero con continuità al tendere a zero del volume in considerazione.

Fluidi a viscosità lineare o nonlineare

In base al comportamento viscoso del fluido, stabilito dalla linearità o meno della legge sforzo-deformazione, i fluidi possono essere classificati come:

Tipologie di fluidi

Regimi di moto di un fluido

Voci correlate

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