Жидкость

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  "Fluid"  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( апрель 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

В физике , А жидкость представляет собой вещество , которое постоянно деформируется (течет) при приложении напряжения сдвига , или внешней силы. Жидкости являются фазами из материи и включают жидкости , газы и плазму . Это вещества с нулевым модулем сдвига или, проще говоря, вещества, которые не могут противостоять приложенной к ним силе сдвига .

Хотя термин «текучая среда» включает как жидкую, так и газовую фазы, в обычном использовании «текучая среда» часто используется как синоним «жидкости». Этот термин также используется в медицине и питании («пейте много жидкости»).

Жидкости образуют свободную поверхность (то есть поверхность, не созданную контейнером), а газы - нет. Вязкоупругие жидкости, такие как Silly Putty, по- видимому, ведут себя подобно твердому телу при приложении внезапной силы. Также вещества с очень высокой вязкостью, такие как смола, ведут себя как твердое тело (см. Эксперимент с падением смолы ).

Физика [ править ]

Жидкости отображают такие свойства, как:

• отсутствие сопротивления остаточной деформации, сопротивление только относительным скоростям деформации посредством диссипации, трения и
• способность течь (также описывается как способность принимать форму контейнера).

Эти свойства обычно являются функцией их неспособности выдерживать напряжение сдвига в статическом равновесии . Напротив, твердые тела реагируют на сдвиг либо пружинной восстанавливающей силой , что означает, что деформации обратимы, либо им требуется определенное начальное напряжение, прежде чем они деформируются (см. Пластичность ).

Твердые тела реагируют восстанавливающими силами как на напряжения сдвига, так и на нормальные напряжения - как сжимающие, так и растягивающие . Напротив, идеальные жидкости реагируют только восстанавливающими силами на нормальные напряжения, называемые давлением : жидкости могут подвергаться как сжимающему напряжению, соответствующему положительному давлению, так и растягивающему напряжению, соответствующему отрицательному давлению . И твердые тела, и жидкости также обладают пределом прочности на разрыв, превышение которого в твердых телах вызывает необратимую деформацию и разрушение, а в жидкостях вызывает возникновение кавитации .

И твердые тела, и жидкости имеют свободные поверхности, для образования которых требуется некоторое количество свободной энергии . В случае твердых тел количество свободной энергии для образования данной единицы площади поверхности называется поверхностной энергией , тогда как для жидкостей такое же количество называется поверхностным натяжением . Способность жидкостей течь приводит к другому поведению в ответ на поверхностное натяжение, чем в твердых телах, хотя в равновесии оба будут пытаться минимизировать свою поверхностную энергию : жидкости имеют тенденцию образовывать округлые капли , тогда как чистые твердые тела имеют тенденцию образовывать кристаллы . Газы не имеют свободных поверхностей и свободно диффундируют .

Моделирование [ править ]

В твердом теле напряжение сдвига является функцией деформации , но в жидкости напряжение сдвига является функцией скорости деформации . Следствием такого поведения является закон Паскаля, который описывает роль давления в характеристике состояния жидкости.

В зависимости от соотношения между напряжением сдвига и скоростью деформации и ее производными жидкости можно охарактеризовать как одно из следующих:

• Ньютоновские жидкости : где напряжение прямо пропорционально скорости деформации
• Неньютоновские жидкости : где напряжение не пропорционально скорости деформации, ее высшим степеням и производным.

Поведение жидкостей можно описать уравнениями Навье – Стокса - системой дифференциальных уравнений в частных производных, которые основаны на:

• непрерывность ( сохранение массы ),
• сохранение количества движения ,
• сохранение момента количества движения ,
• сохранение энергии .

Изучение жидкостей - это механика жидкости , которая подразделяется на гидродинамику и статику жидкости в зависимости от того, находится ли жидкость в движении.

См. Также [ править ]

• Иметь значение
• Жидкость
• Газ
• Сверхкритическая жидкость

Ссылки [ править ]

• Птица, Роберт Байрон; Стюарт, Уоррен Э .; Лайтфут, Эдвард Н. (2007). Явления переноса . Нью-Йорк: Wiley, исправленное второе издание. п. 912. ISBN 0-471-41077-2.