Por Kevin Beck | Actualizado el 24 de marzo de 2022
Cuando pensamos en un líquido, a menudo nos imaginamos agua en un vaso, un arroyo en un río o la superficie resbaladiza de un estanque. Sin embargo, la experiencia cotidiana de un líquido no capta la imagen científica completa. A continuación, profundizamos en lo que hace que una sustancia sea líquida, cómo se comporta y por qué los líquidos son importantes, desde la ingeniería hasta la biología humana.
Toda la materia existe en uno de los tres estados primarios. Los sólidos tienen partículas muy compactas y dispuestas regularmente que vibran en su lugar. Los gases tienen partículas muy espaciadas que se mueven libremente y ocupan cualquier volumen disponible. Los líquidos se encuentran entre estos extremos:sus partículas están muy juntas pero carecen de una forma fija, lo que les permite fluir y adaptarse a sus contenedores.
En física, un fluido Se refiere a cualquier sustancia que no puede resistir la deformación. Este término general incluye tanto líquidos como gases. Los fluidos se pueden describir mediante las mismas ecuaciones fundamentales (en particular, las ecuaciones de Navier-Stokes), ya sea que la sustancia sea agua o aire. Este tratamiento unificado explica por qué un corredor de maratón debe gestionar la pérdida de líquidos con el mismo cuidado que un piloto de avión gestiona el flujo de aire.
Los fluidos se caracterizan por tres amplias categorías de propiedades:
Estas propiedades gobiernan todo, desde cómo se esparce una gota de aceite sobre una superficie hasta cómo fluye el aire alrededor del ala de un avión.
El agua y el aire dominan las discusiones cotidianas sobre fluidos, pero una variedad de otros líquidos (aceite, gasolina, queroseno, solventes e incluso bebidas) desempeñan roles críticos en la industria y la comodidad diaria. Muchos de estos líquidos son peligrosos; el almacenamiento adecuado es esencial para evitar la ingestión o exposición accidental.
En el cuerpo humano los líquidos son esenciales. Aunque la sangre contiene sólidos (células y proteínas), su componente plasmático se comporta como un líquido. Una hidratación adecuada es vital para el rendimiento deportivo; sin embargo, muchos atletas todavía sufren deshidratación a pesar de repostar con frecuencia.
La mecánica de fluidos estudia cómo los fluidos se mueven e interactúan con su entorno. A diferencia de los sólidos, los fluidos pueden cizallarse (las capas de fluido se deslizan unas sobre otras) creando fenómenos como remolinos y turbulencias. El esfuerzo cortante τ se calcula como:
τ =μ(du/dy)
donde μ es la viscosidad dinámica y du/dy es el gradiente de velocidad.
Dos fuerzas críticas en aerodinámica e hidrodinámica son la resistencia y la sustentación:
Aquí, ρ es la densidad del fluido, A es el área de la sección transversal, v es la velocidad y C_D o C_L son constantes que dependen de la forma.
El agua constituye aproximadamente el 60% del peso corporal de un adulto. Dos tercios de eso (alrededor del 40% del peso corporal total) es líquido intracelular; el tercio restante es líquido extracelular. El plasma sanguíneo, que es la parte líquida de la sangre, representa aproximadamente una cuarta parte del líquido extracelular, o el 5 % del peso corporal total.
Para una persona de 70 kg (154 lb):
Estos cálculos ilustran la importancia de mantener el equilibrio de líquidos para la salud y el rendimiento.
