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Un mwawfluido è un mwbamateriale (generalmente costituito da una mwbqsostanza o da una mwbgmiscela di più sostanze) che non è dotato di forma propria e non può sostenere uno mwbwsforzo di taglio per un tempo apprezzabile. A causa della configurazione plastica delle particelle, con il termine fluido si fa riferimento a mwcaliquidi, agli mwcqaeriformi, al mwcgplasma e, in alcuni casi, ai mwcwsolidi plastici. Dal punto di vista macroscopico i fluidi sono mwdasistemi continui, come se fossero composti cioè da un numero infinito di elementi, non da mwdqparticelle discrete.

• Caratteristiche

• Differenze tra solidi e fluidi

• Viscosità lineare e nonlineare

• Storia dello studio dei fluidi

• I fluidi imponderabili

• Note

• Bibliografia

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Un fluido è dotato di diverse caratteristiche:cite-ref-1[1] la viscosità, ovvero la facilità con cui un fluido cede allo sforzo di taglio; l'omogeneità, che determina quanto le proprietà fisiche si mantengano costanti all’interno del volume del fluido; la compressibilità, cioè la resistenza alle compressioni; la diffusione, ovvero la capacità di occupare tutto il volume a disposizione. La disciplina che si occupa dello studio dei fluidi in diverse condizioni in relazione alle sue caratteristiche, è detta mwggfluidomeccanica. Nella fluidomeccanica si distinguono le seguenti branche:cite-ref-2[2]

• mwiqfluidostatica: se il fluido studiato in un sistema di riferimento in cui appare fermo;

• mwiwfluidodinamica: se il fluido è in moto.

Comunemente si usa distinguere i fluidi dai solidi per il fatto che questi ultimi hanno una mwjgforma propria, mentre i fluidi assumono la forma del recipiente che li contiene.cite-ref-3[3]

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 mwlaviscosità mentre quello solido dal mwlqmodulo 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.cite-ref-4[4] 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) mwmwviscoelastici.

A seconda dalla linearità o meno della legge sforzo-deformazione del fluido, i fluidi possono essere classificati come:

• mwpafluidi newtoniani: per i quali gli sforzi sono lineari nella (velocità di) deformazione;

• mwpgfluidi nonlineari: dove lo sforzo non è direttamente proporzionale alla velocità di deformazione.

Il comportamento dei fluidi è descritto da una serie di mwqaequazioni 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 mwqqleggi di Navier).

Lo studio della mwrameccanica dei fluidi si è concentrato storicamente sulle loro proprietà e sulle leggi che li governano, a partire dall'mwrqantichità, che vide figure come mwrgArchimede, ideatore del mwrwprincipio di galleggiamento, fino agli sviluppi dell'età moderna. Si deve in particolare a mwsaBlaise Pascal il principio della mwsqtrasmissione della pressione nei fluidi; successivamente mwsgEvangelista Torricelli contribuì alla misurazione della mwswpressione atmosferica, mentre mwtaDaniel Bernoulli sviluppò l'mwtqequazione che descrive il moto dei mwtgfluidi ideali.cite-ref-5[5]

Il termine mwvafluido era impiegato anche in mwvqmedicina come sinonimo di mwvgumore,cite-ref-6[6] e di ogni mwwwagente vitale del corpo umano.cite-ref-7[7]

L'esigenza di studiare alcune proprietà della mwygmateria piuttosto sfuggenti, come l'mwywetere o il mwzacalore, in una maniera conforme alla nascente mwzqmeccanica newtoniana, condusse all'introduzione del concetto di fluido «imponderabile»,cite-ref-8[8] così denominato perché non misurabile mwagquantitativamente a differenza della materia ordinaria, essendo dotato di mwawqualità non «ponderabili» come ad esempio la mancanza di mwbapeso, ma dagli effetti incontestabili.cite-ref-storia-9-0[9]

L'incapacità delle mwcgleggi newtoniane (come la mwcwgravitazione universale) di spiegare in modo esaustivo il comportamento mwdachimico delle particelle a livello microscopico, condusse mwdqGeorg Ernst Stahl in quest'ambito a formulare una teoria anti-mwdgmeccanicistica basata su un ritorno ai mwdwquattro elementi aristotelici, oltre che sui tre principi mweaparacelsiani (mweqmercurio, mwegzolfo e mwewsale) dell'mwfaalchimia, uniti ad un approccio mwfqsperimentale.cite-ref-storia-9-1[9]

Ritenendo secondaria una concezione mwiacorpuscolaristica della mwiqmateria ai fini di una comprensione delle sue mwigdinamiche, Stahl adottò così una visione incentrata su agenti mwiwcontinui pensati appunto come fluidi, introducendo in particolare il mwjaflogisto (che significa «infiammabile»), principio della mwjqmetallicità,cite-ref-archiviofil-10-0[10] per spiegare i fenomeni di mwkgcombustione e di mwkwcalcinazione. Si trattava di un fluido pressoché invisibile, che non sussisteva mai da solo, essendo sempre unito alla materia ponderabile.cite-ref-storia-9-2[9]

Questa teoria portò ad annoverare altri fluidi di questo genere, che consentivano di mwmqipostatizzare le mwmgproprietà dei fenomeni,cite-ref-archiviofil-10-1[10] di concepirle cioè come vere e proprie mwnwsostanze capaci di produrre mwoaimpressioni mwoqsensoriali nell'uomo:cite-ref-archiviofil-10-2[10] uno di questi fu il mwpgmwpwcalorico, responsabile del mwqacalore, ritenuto in grado di passare da un corpo ad un altro eppure imponderabile; e così anche la mwqqluce, l'mwqgelettricismo, il mwqwmagnetismo, ecc.cite-ref-seligardi-11-0[11]cite-ref-12[12]

Talora, come nel caso di mwtqJoseph Priestley, questi diversi fluidi venivano ricondotti a modificazioni dello stesso flogisto;cite-ref-storia-9-3[9] altri come mwugGiuseppe Gazzericite-ref-ciardi-13-0[13] tendevano a unificarli in un fluido diverso;cite-ref-berger-14-0[14] mwwwLuigi Galvani parlava del mwxagalvanismo da lui scoperto come di un mwxqfluido elettrico presente naturalmente negli animali, simile a un mwxgfluido vitale.cite-ref-berger-14-1[14] Sul finire del Settecento la teoria dei fluidi imponderabili era ancora accettata con qualche riserva da mwywLavoisier:cite-ref-15[15]

«I fisici non sono d'accordo sul

calore

. Molti di essi lo considerano come un fluido diffuso in tutta la natura […]. Altri lo considerano solamente come il risultato di movimenti invisibili delle molecole, gli spazi vuoti tra le molecole permettendo le vibrazioni in tutti i sensi. Questo movimento invisibile è il calore. Sulla base del

principio di conservazione

della

forza viva

, si può dare così questa definizione: il calore è la

forza viva

, cioè la somma dei prodotti della massa di ogni molecola per il quadrato della velocità.»

(Lavoisier cite-ref-16[16])

Dopo di lui, tuttavia, il concetto di fluido imponderabile verrà progressivamente abbandonato, sia per l'esigenza filosofica di approdare a una sintesi unitaria delle spiegazioni scientifiche,cite-ref-ciardi-13-1[13] sia per l'emergere della concezione mw2gromantica della mw2wmw3aNaturphilosophie,cite-ref-musto-17-0[17] la quale tendeva a sostituire paradossalmente i fluidi stessi con l'azione di mw4qforze spirituali che dematerializzavano i fenomeni fino a far sparire ogni mw4gsostrato corporeo,cite-ref-fisica-18-0[18] come nel caso di mw5wHans Christian Ørsted,cite-ref-musto-17-1[17] o di mw7aHumphry Davy;cite-ref-19[19] per quest'ultimo infatti non sono i singoli componenti, bensì i poteri ad essi associati a dare carattere alle sostanze.cite-ref-20[20] In seguito tali forze furono ridotte ad astrazioni fino a identificare le qualità dgli antichi fluidi, ad esempio il calore, con la mera misurazione del mw9qmovimento interno delle particelle componenti la materia.cite-ref-21[21]

cite-note-11. ↑ Spesso si semplifica il fenomeno fisico attraverso il modello a mwaqafluido ideale; quest'ultimo si definisce come corpo omogeneo, non mwaqiviscosoed mwaqmincompressibile (se liquido).

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• mwaasFluido ideale

• mwaa0Fluidodinamica

• mwaa8Meccanica dei fluidi

• mwabeGas

• mwabmLiquido

• mwabuAeriforme

• mwabcVapore

• mwabkSuperfluido

Altri progetti

• Wikiversità

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• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sul fluido

• citereftreccani-itFluido, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

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