Differenza tra i fluidi comprimibili e incomprimibili

Differenza principale - Fluidi comprimibili e incomprimibili

I fluidi sono una sottocategoria della materia che include gas e liquidi. Gas e liquidi chiamati fluidi a causa della loro capacità di fluire, capacità di deformarsi quando viene applicata una forza e alta fluidità. A livello atomico, i fluidi sono composti da atomi o molecole che fluiscono facilmente; non sono ben imballati e il fluido ottiene la forma del contenitore che occupa. La principale differenza tra fluido comprimibile e incomprimibile è quella una forza applicata a un fluido comprimibile modifica la densità di un fluido mentre una forza applicata a un fluido incomprimibile non modifica la densità in misura considerevole. Sebbene quasi tutti i liquidi siano comprimibili, i liquidi sono noti come fluidi incomprimibili e i gas sono chiamati fluidi comprimibili.

Aree chiave coperte

1. Cos'è il fluido comprimibile
      - Definizione, Proprietà
2. Cos'è il fluido incomprimibile
      - Definizione, Proprietà
3. Qual è la differenza tra i liquidi comprimibili e incomprimibili
       - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: fluido, fluido comprimibile, fluido incomprimibile, liquido, gas, densità, numero di Mach

Cos'è il fluido comprimibile?

In generale, i gas (e il plasma = gas ionizzato) sono chiamati fluido comprimibile. In condizioni normali di temperatura e pressione, il volume o la densità di un fluido non cambia. Ma i gas mostrano variazioni di volume (quindi di densità) in presenza di variazioni anche minime di temperatura o pressione. Per denominare un particolare fluido comprimibile, dovrebbe mostrare un notevole cambiamento di densità quando viene applicata una pressione o una forza.

In termini fluidodinamici più avanzati, il rapporto tra la velocità del flusso e la velocità del suono nel fluido è maggiore di 0,3 per i fluidi comprimibili. Questo rapporto è anche chiamato Numero di Mach.

A livello molecolare, quando viene applicata una pressione su un gas, la pressione influisce sul gas in tutte le direzioni, causando un alto grado di collisione delle molecole del gas. Queste collisioni danno più tempo per le molecole di gas di interagire tra loro e possono verificarsi più forze di attrazione tra le molecole. Queste forze di attrazione riducono il movimento delle molecole di gas. Ciò si traduce nella compressione del gas.

Figura 2: Molecole di gas in una Containe

Cos'è il fluido incomprimibile?

I liquidi sono chiamati fluido incomprimibile. Il volume o la densità dei liquidi non viene modificato facilmente quando viene applicata una pressione su di esso. Secondo la fluidodinamica, il rapporto tra la velocità del flusso e la velocità del suono nel mezzo dovrebbe essere inferiore a 0,3 per un fluido non comprimibile. Quindi, questo rapporto è inferiore a 0,3 per i liquidi, rendendolo un fluido incomprimibile.

A differenza dei gas, le molecole o gli atomi dei liquidi sono più strettamente imballati (non impacchettati come nei solidi). Pertanto, una pressione applicata sul liquido non modifica la densità in misura considerevole. In altre parole, il volume del liquido non viene ridotto con una pressione applicata sul liquido.

Sebbene i liquidi siano considerati incomprimibili in base alla dinamica dei fluidi, i liquidi sono anche comprimibili quando viene applicata una pressione, ma il cambiamento della densità o del volume è troppo piccolo per essere calcolato. Quindi, è considerato come un fluido incomprimibile.

Figura: molecole liquide in un contenitore

Differenze tra fluido comprimibile e incomprimibile

Definizione

Fluido comprimibile: Il fluido comprimibile è una materia che può essere compressa con l'applicazione di una pressione esterna.

Fluido incomprimibile: Il fluido incomprimibile è una materia che non può essere compressa con l'applicazione di una pressione esterna.

Volume

Fluido comprimibile: Il volume del fluido comprimibile può essere ridotto con l'applicazione di una pressione sul fluido.

Fluido incomprimibile: Il volume del fluido incomprimibile non può essere ridotto con l'applicazione di una pressione sul fluido.

Densità

Fluido comprimibile: La densità del fluido comprimibile può essere modificata con l'applicazione di una pressione sul fluido.

Fluido incomprimibile: La densità del fluido incomprimibile non può essere modificata con l'applicazione di una pressione sul fluido.

Numero di Mach

Fluido comprimibile: Il valore di Numero di Mach dovrebbe essere maggiore di 0,3 per un fluido comprimibile.

Fluido comprimibile: Il valore di Numero di Mach dovrebbe essere inferiore a 0,3 per un fluido incomprimibile.

Conclusione

Un fluido è una sostanza che può fluire facilmente. Un fluido non ha una forma definita e prende la forma del contenitore che è occupato. Ci sono forze di attrazione molto deboli tra le molecole del fluido. Le fasi gassose e liquide sono considerate fluidi principalmente a causa della loro capacità di fluire. I gas sono chiamati fluido comprimibile mentre i liquidi sono chiamati fluido incomprimibile. La differenza principale tra fluido comprimibile e incomprimibile è che una forza applicata a un fluido comprimibile cambia la densità di un fluido mentre una forza applicata a un fluido incomprimibile non cambia la densità in misura considerevole.

Riferimenti:

1. Chang, Raymond e Kenneth A. Goldsby. Chimica. New York: McGraw-Hill, 2016. Stampa.
2. "Fluido comprimibile". Il dizionario gratuito. Farlex, n.d. Web. Disponibile qui. 07 giugno 2017. 
3. "Che cos'è un fluido?" Senza limiti. Sconfinato, 08 agosto 2016. Web. Disponibile qui. 07 giugno 2017. 

Cortesia dell'immagine:

1. "Teoria cinetica dei gas" di I, Sharayanan (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Liquid model" di Teilchenmodell Flüssigkeit.svg: Kaneiderdaniel. L'uploader originale è stato Kaneiderdaniel nel lavoro de.wikipediaderivative: Kayau (talk) - Teilchenmodell Flüssigkeit.svg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia