Elasticidad en los sólidos, líquidos y gases IX
Elasticidad en fluidos
En los líquidos y gases, solo podemos producir variaciones en la presión que actúa en toda la superficie que los limita. Tendremos entonces variaciones de presión (esfuerzo) que producen variaciones de volumen.
Si es Δp el aumento de presión y ΔV la variación de volumen que experimenta un volumen V de fluido, llamaremos contracción al cociente:
| φ = - | ΔV |
| V |
Con signo negativo, pues la contracción es positiva cuando ΔV es negativo. Es, pues, la variación de volumen experimentada por la unidad de volumen inicial.
Llamaremos, en general, módulo de compresibilidad al coeficiente B que cumple la condición:
| Δp = -B· | ΔV |
| V |
El inverso del módulo de compresibilidad se denomina coeficiente de compresibilidad k.
| k = | 1 |
| B |
| k = - | ΔV |
| p·V |
Este coeficiente tiene significado análogo a los de elasticidad y al de compresión definidos para los sólidos. De modo que:
| Δp = | φ |
| k |
Es sabido que los líquidos son poco compresibles, lo cual significa que k es pequeño.
| Compuesto | k (kgf/cm²) |
|---|---|
| Agua | 0,000044 |
| Éter | 0,00011 |
| Mercurio | 0,000003 |
Este coeficiente disminuye a medida que aumenta la presión. A 6.600 kgf/cm² su valor para el agua es k = 0,00003.
Se mide en aparatos llamados piezómetros, en que se ejerce presión con un émbolo movido a tornillo, y se observa la variación de volumen experimentada por el líquido contenido en un bulbo terminado por un capilar sumergido en mercurio. Las variaciones de volumen se miden en el capilar, y las de presión con un tubito que contiene aire, al cual se aplica la ley de Boyle, pues constituye un manómetro de aire comprimido.
Debe notarse que no se produce variación de volumen en el recipiente que contiene el líquido, pues el aumento de presión es interior y exterior, al estar el conjunto sumergido en agua.
Ver tabla de "Módulos de compresibilidad de líquidos".
Bibliografía:
"Física elemental". José S. Fernández y Ernesto E. Galloni. Argentina.
"Física Universitaria". Sears, Zemansky, Young. España.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina