6. I fluidi
6.1 Introduzione Gli stati in cui la materia si può presentare sono sostanzialmente tre: solido, liquido e aeriforme. I corpi allo stato solido sono caratterizzati da un volume e una forma propri liquido hanno volume proprio ma non forma propria (basti pensare all’acqua che possiamo travasare da un contenitore all’altro: il volume non cambia ma la forma è dettata da quella del recipiente) aeriforme non hanno né volume né forma propri, ma diffondono occupando l’intero volume disponibile (ricordiamo, per esempio, l’aria faticosamente pompata all’interno di un materassino da mare…essa occupa tutto il volume disponibile e assume la forma dell’oggetto). Il termine fluidi comprende sia i liquidi sia gli aeriformi, quindi tutti i corpi privi di forma propria. Essi possono essere omogenei, ossia con caratteristiche fisiche costanti (per esempio densità, temperatura, ecc…) in qualsiasi porzione di volume considerata disomogenei, in tutti gli altri casi. Tuttavia, non sempre è così facile classificare un fluido come omogeneo o disomogeneo. Per esempio siamo abituati a pensare all’atmosfera come un buon esempio di fluido omogeneo, tuttavia sappiamo che all’aumentare dell’altitudine l’aria diventa più rarefatta e quindi la densità diminuisce. Pertanto, se vengono considerati volumi d’aria ad altezze differenti, la densità varia e l’atmosfera è conseguentemente un fluido disomogeneo. Tuttavia se consideriamo volumi di aria non troppo estesi l’aria al loro interno è un fluido omogeneo. Nel seguito del capitolo definiremo alcune grandezze fisiche utili per lo studio del comportamento dei fluidi e delineeremo le loro condizioni di equilibrio.
6.2 La pressione Per studiare gli effetti prodotti da una forza che agisce su una superficie viene introdotto il concetto di pressione. Quest’ultima si può definire ogni volta che una forza viene applicata ad una superficie, per tale ragione daremo una definizione generica della pressione e solo nei paragrafi successivi ne vedremo l’utilità nello studio dei fluidi.
Figura 1