Hidrostática

La hidrostática es la rama de la física mecánica que estudia el equilibrio de los líquidos y los gases. Por eso, primeramente iniciamos con el acercamiento, definiendo cuáles son los estados de la materia.

Estados de la materia

La materia, desde el punto de vista energético, se presenta en cinco estados, los cuales, desde menor a mayor energía son:

 Concentrado Bose – Einstein, sólido, líquido, gaseoso, Plasma.

 El Concentrado Bose – Einstein fue predicho matemáticamente muchos años antes de ser comprobada su existencia, ocurre cuando los átomos pierden energía a tal grado que sus electrones casi pierden todo su movimiento, esto ocurre cuando la materia es llevada al cero absoluto o se 0º K.

 En el estado sólido las partículas tienen un poco de mayor agitación respecto al anterior estado, a ello se le llama mayor energía cinética, aunque siempre están ligadas a sus posiciones relativas, por ello en el estado sólido la materia presenta forma y volumen definido.

 Si aumentamos la energía (por calor) del estado sólido se pasa al estado líquido. En el estado líquido las partículas tienen mayor libertad de movimiento y energía cinética que en el sólido, de hecho, las posiciones de las partículas no son fijas, es por ello por lo que no tienen volumen ni forma definida.

 Si aumentamos la energía, la materia en estado líquido se transforma en gas, en este estado las partículas definitivamente no tienen posición fija ni relativa, tienen completa libertad para desplazarse en cualquier dirección en virtud de su gran energía cinética, por ello el estado gaseoso no tiene forma ni volumen definido.

 Si continuamos aumentando la energía, los electrones adquieren tal energía cinética (digamos que giran con mucha velocidad) que llega el momento donde se desprenden de sus órbitas definidas alrededor del núcleo, los núcleos se unen y todos los electrones giran entonces alrededor de un núcleo común, a este estado de energía se le denomina Plasma.

 Pero de todos éstos, solo nos interesaremos en el líquido y el gaseoso para este tema, ¿por qué?, debido a que estudiaremos las sustancias que fluyen y éstas se presentan en estado líquido y gaseoso.

Fluidos

Se define fluido a las sustancias que pueden escapar del recipiente que las contiene, tal es el caso de los líquidos y gases. Los fluidos tienen la característica de que adoptan la forma del recipiente que los contiene y si se aplica sobre ellos una fuerza, la presión ejercida por la fuerza es distribuida uniformemente, debido a dichas características, los fluidos han sido estudiados para entender fenómenos tales como la flotación de un barco, el flujo de agua dentro de un tubo, el estudio del clima, el estudio de la presión de la sangre entre otros.

 En este punto debemos hacer una observación, y es que, aunque el líquido y el gas son fluidos, ambos difieren mucho en su comportamiento debido a la cohesión molecular entre sus partículas, ya que en el gas, las partículas están bien separadas unas de otras, la cohesión molecular es muy baja, ello explica por qué los gases se escapan fácilmente de los recipientes.

Antes de continuar haremos este experimento que es introducción para el siguiente tema:

Materiales:

  • Un vaso de vidrio transparente para depositar en su interior las sustancias.
  • 25 ml de miel de abeja (busque en casa cualquier recipiente, tarro o botella graduada, muchas de ellas dicen: Contenido neto 250 ml, entonces saque la proporción a partir de eso cuánto sería 25 ml). Pero de forma simple, en un vaso tienen que entrarle agua, aceite, alcohol y miel, usted deposite un poco de modo que entren las cuatro.
  • 25 ml de agua potable
  • Colorante artificial rojo (si no tiene, no hay problema)
  • 25 ml de aceite de cocina o cualquier aceite
  • 25 ml de alcohol (si no tiene puede sustituirlo por gasolina, canfín, diesel)
  • Parafina de candelas o cera, pequeños pedacitos o polvo (3 x 3 mm, más o menos)
  • Un pedacito de Tiza blanca (3 x 3 mm, más o menos) (o polvo de la calle, un terrón de barro de 3 x 3 mm)
  • Pieza pequeña de hierro o una piedrita pequeña (de 3 x 3 mm, más o menos)
  • Cubitos de hielo
  • Pedacitos (de 3 x 3 mm) de borrador de lápiz.

    Ahora, añada primeramente la miel al recipiente, entonces el agua teñida de rojo por el colorante, luego añada el aceite y finalmente dejando escurrir por las paredes del vaso añada el alcohol poco a poco.

    Finalmente adicione los componentes sólidos uno por uno.

    Quedará más o menos así:

Observe y responda:

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