Il fenomeno di trasporto dei fluidi
Il fenomeno di trasporto consiste nello spostamento di una proprietà fisica da un punto a un altro nello spazio, avendo due tipi principali, molecolare e convettivo. Durante il fenomeno di trasporto si osserva una relazione lineare tra la densità del flusso della grandezza trasportata e il gradiente di una variabile intensiva associata.
Possibili casi di fenomeno di trasporto includono la quantità di moto, il calore e la materia. Un fluido si trova in uno stato di non equilibrio se vi è un gradiente di una delle variabili intensive come la pressione, la temperatura o le concentrazioni delle diverse specie in caso di una miscela.
Il gradiente di pressione provoca un moto della massa fluida dalle zone a pressione maggiore verso quelle a pressione minore. Tale moto è contrastato da una resistenza interna, la cui entità è descritta dalla legge di Newton.
Un gradiente di temperatura invece provoca un trasporto di calore nella direzione del gradiente, spiegato dalla legge di Fourier. Nelle miscele non uniformi si osserva un trasporto dei diversi componenti presenti nella miscela, in accordo con la legge di Fick.
Per comprendere meglio il fenomeno, si può fare riferimento a un modello fisico unitario, basato sull’ipotesi che le molecole si possano assimilare a sfere rigide. In base a questo modello, si possono ottenere equazioni che descrivono il moto delle molecole e il trasporto della proprietà in esame.
Tutte le equazioni e le descrizioni sopra menzionate permettono di comprendere come il fenomeno di trasporto dei fluidi si manifesti nelle diverse situazioni e come sia possibile quantificarlo e comprenderlo utilizzando leggi fisiche ben definite.