Diferencia entre revisiones de «Magnetohidrodinámica»

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'''Magnetohidrodinámica (MHD)''' es la disciplina académica que estudia la [[dinámica (física)|dinámica]] de fluidos conductores de electricidad en presencia de campos eléctricos y magnéticos. Ejemplos de tales líquidos incluyen [[plasma (estado de la materia)|plasmas]], los metales líquidos, y el [[Salmuera|agua salada]]. La palabra '''magnetohidrodinámica (MHD)''' se deriva de ''magneto-'' que significa [[campo magnético]], ''hidro-'' que significa [[líquido]], y [[Dinámica (física)|dinámica]] que significa movimiento. El campo de la magnetohidrodinámica fue iniciado por [[Hannes Alfvén]]
,<ref>Alfven, H., "[http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1942Natur.150..405A&amp;db_key=AST&amp;data_type=HTML&amp;format=&amp;high=42ca922c9c21226 Existence of electromagnetic-hydrodynamic waves]" (1942) ''Nature'', Vol. 150, pp. 405</ref>,
por el cual recibió el premio Nobel en [[1970]].
 
La idea de la magnetohidrodinámica es que los campos magnéticos pueden [[Inducción electromagnética|inducir]] corrientes en un fluido conductor móvil, que crean fuerzas en el fluido, y que también cambia el campo magnético mismo. El sistema de las ecuaciones que describen la magnetohidrodinámica son una combinación de las [[Ecuaciones de Navier-Stokes|ecuaciones de Navier-Stokes]] de dinámica de fluidos y las [[ecuaciones de Maxwell]] del [[electromagnetismo]]. Estas ecuaciones diferenciales tienen que ser resueltas simultáneamente, bien analíticamente bien [[análisis numérico|numéricamente]]. Como la magnetohidrodinámica es una teoría de fluidos, no puede tratar fenómenos cinéticos en los cuales la existencia de partículas discretas sea importante.
 
 
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Los símbolos representan su significado habitual. <math>\Phi</math> es el [[potencial]] de una fuente externa,
como la causada por la [[gravitación]]; <math>\otimes</math> representa el [[producto vectorial]]. La [[Presión hidrostática|presión hidrostática]] <math>P</math> se le suma la [[presión magnética]] <math>B^2/2\,\mu_0</math>, que bajo todas las circunstancias, ejerce una influencia decisiva en la dinámica.
 
=== MHD resistiva ===
La '''MHD resistiva''' describe los fluidos ionizados débilmente magnetizados con una resistencia eléctrica no nula. Esta difusión conduce a una ruptura dentro de la topología magnética (no reconexión de las líneas de campo magnético).
 
Dentro de un fluido considerado como conductor no perfecto, el campo magnético puede desplazarse a través del fluido, siguiendo una ''ley de difusión magnética'' donde la constante de difusión es la [[resistividad]] del fluido. Ello implica que las soluciones de las ecuaciones de la MHD ideal son aplicables solo por una duración y una región limitadas, pues más allá de los límites, la difusión se hace demasiado importante para poder ser ignorada.
 
Por ejemplo, en el [[Sol]], se estima el tiempo de difusión a través de una región activa (resistividad colisional) en cientos o miles de años, una duración mucho más larga que la vida de una [[mancha solar]], ahí se desprecia la resistividad (caso de la MHD ideal). A la inversa, un metro cúbico de agua de mar posee un tiempo de difusión que se mide en [[milisegundo]]s, por lo que se debe tener en cuenta (MHD resistiva). En comparación con la MHD ideal, la MHD resistiva implica un termino suplementario dentro de la [[ley de Ampere]] que modeliza la resistividad colisional.
 
Incluso en los sistemas físicos bastante grandes y buenos conductores, donde parecería a priori que la resistividad puede ser ignorada, esta puede ser importante : dentro de los plasmas aparecen numerosas inestabilidades lo que aumenta considerablemente la resistividad por un factor de 1 billón. Este aumento es habitualmente el resultado de la formación de estructuras a pequeña escala, tales como corrientes eléctricas en estratos, o las turbulencias electrónicas y magnéticas localizadas.
 
Notar que la MHD de gases industriales, utiliza plasmas fríos (gases a dos temperaturas, fuera del equilibrio, donde solo el "gas de electrones" se calienta a 10&nbsp;000 [[Kelvin|K]], mientras que el resto del gas (iones y neutros) está frío alrededor de los 4&nbsp;000 K) entra dentro de esta categoría de MHD resistiva.
 
== Aplicaciones ==
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=== Astrofísicos ===
 
La MHD se aplica muy bien a la astrofísica pues cerca del 99% del contenido de la materia [[barión|bariónica]]ica está hecha de plasma, como las [[estrella]]s, el [[medio interplanetario]] (espacio entre los planetas), el [[medio interestelar]] (espacio entre las estrellas),
[[nébula]]s y los [[Chorro relativista|chorros relativistas]]. Muchos de los sistemas
astrofísicos no están en equilibrio térmico local, y por lo tanto, requieren un tratamiento
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<ref>http://navier.stanford.edu/PIG/C4_S9.pdf</ref>
 
== Historia ==
El primer uso registrado de la palabra ''magnetohidrodinamica'' se debe a [[Hannes Alfvén]] en 1942:
:"Por último, unas palabras sobre la transferencia del momento desde el Sol a los planetas, que es fundamental para la teoría (§11). Se debe notar la importancia de las ondas magnetohidrodinamicas en esto." <ref>Alfvén, H., "[http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?1942StoAn..14....9A En la cosmogonía del sistema solar III", ''Stockholms Observatoriums Annaler]'', vol. 14, pp.9.1-9.29</ref>
 
[[Categoría:mecánicaMecánica de fluidos]]
[[Categoría:Física de plasmas]]