Физика жидкостей — обширный раздел физики, изучающий физические и механические свойства жидкостей.
Рисунок 1. Давление жидкостей. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Статистическая гипотеза жидкостей считается основным направлением классической физики.
Жидкость - физическое вещество, которое оснащено характеристиками текучести и не имеет способности самостоятельно сохранять собственную форму.
Такой процесс обусловлен непосредственно подвижностью молекул, входящих в состав жидкости.
Жидкостью также называется агрегатное состояние твердого вещества, промежуточное между газообразным и твердым, которое Жидкость характеризуется такими главными свойствами:
- сохраняет начальный объем;
- формирует поверхность;
- обладает стабильностью и прочностью на разрыв;
- принимает любую форму сосуда;
- имеет текучесть.
Свойства жидкости аналогичны особенностям строения твердых тел и газа. Законы движения и равновесия, которые комплексно изучаются в гидравлике, делятся на два обширных класса: сжимаемые газы или жидкости, а также практически несжимаемые - капельные жидкости.
Классификация и свойства жидких тел
Рисунок 2. Свойства жидкости. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В основу указанного деления были положены характеристики жидкостей, их химическое строение и структура, а также виды взаимодействий между основными составляющими соединения частицами. Такие жидкости, состоящие из атомов, способны удерживаться между собой физическими силами Ван-дер-Ваальса.
Примерами могут выступать жидкие газы (метан аргон и другие) а еще такие элементы, которые включают в себя два одинаковых атома: газы в сжиженном виде и жидкие металлы. Вещества, состоящие из частиц, связанных ковалентными полярными соединениями могут также удерживать взаимосвязь, например, сероводород, хлороводород и йодоводород.
Структуры, обладающие прочными водородными связи. Примеры: спирты, вода и аммиак в растворе.
Существуют и особенные структурные элементы – типа неньютоновских жидкостей и жидких кристаллов, которые оснащены универсальными свойствами.
На сегодняшний день исследователи выделяют примерно 15 характеристик, позволяющие детально описать, что же представляют собой рассматриваемые физические тела, и в чем заключается их особенности и ценность. Самые первые физические характеристики жидкости, которые приходят на ум при упоминании данного агрегатного состояния, это возможность менять начальную форму и занимать в пространстве определенный объем. Так, например, если вспомнить форму жидких веществ, то многие считают ее отсутствующей. Однако это совершенно не так.
Под воздействием всем известной силы тяжести капли любого жидкого элемента подвергаются незначительной деформации, в результате чего их форма нарушается и становится неоднозначной.
Однако если поместить каплю в такие условия, при которых гравитация не влияет или практически ограничена, то она вновь примет идеальную шарообразную форму.
Вязкость и теплоемкость жидкости
Рисунок 3. Вязкость жидкости. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Физические свойства жидкости весьма уникальны и многогранны. Но самым уникальным из них является такое явление, как вязкость. Что это такое и чем определяется? Главные показатели, от которых непосредственно зависит рассматриваемая физическая величина, это: градиент скорости движения и касательное напряжение.
Зависимость указанных параметров всегда линейная. Если же сформулировать данный процесс более простыми словам, то вязкость, как и внутренний объем, - это такие характеристики жидкостей и газов, выступающие для них общими и подразумевающие неограниченное движение независимо от внешних факторов воздействия. То есть, если вода вытекает из какого-либо сосуда, она будет продолжать это делать при любых условиях (трение, сила тяжести и других параметрах).
В этом состоит основное отличие от неньютоновских жидкостей, обладающих большей вязкостью, что помогает им оставлять вслед за движением среды, которая заполняется со временем. Этот показатель напрямую зависит от:
- Температуры. С повышением температуры вязкость одних элементов увеличивается, а других, наоборот, падает. На такой процесс влияет конкретное соединение и химическое строение жидкости.
- Давления. Повышение автоматически вызывает увеличение параметра вязкости.
- Химического состава самого вещества. Вязкость изменяется при наличии определенных примесей и посторонних компонентов в навеске чистого элемента.
Теплоемкость определяет способность физического вещества поглощать любое количество тепла для дальнейшего увеличения собственной температуры примерно на один градус по Цельсию. Существуют различные соединения по указанному показателю. Одни оснащены большей, другие меньшей теплоемкостью.
Например, вода - очень хороший и самый яркий теплонакопитель, что помогает широко использовать ее для систем отопления, приготовления еды и прочих нужд.
В целом, сам показатель теплоемкости в конкретной ситуации может меняться, так как строго индивидуален для отдельно взятого объекта.
Механические характеристики жидкости
Механические особенности жидкости выступают центральным предметом изучения такой науки, как гидромеханика. Конкретно - ее раздела - гипотезы механики газа и жидкости. К главным механическим показателям, которые комплексно характеризуют рассматриваемое агрегатное состояние физических веществ, относятся: удельный вес, плотность и вязкость.
Под плотностью жидкого тела понимают его начальную массу, содержащуюся в одной единице объема. Этот параметр для разных химических соединений варьируется. Существуют уже измеренные и рассчитанные экспериментальным путем сведения по этому показателю, которые размещены в специальные таблицы.
Удельным весом в физике принято считать вес одной единицы общего объема жидкости. Данная величина напрямую зависит от температуры (при повышении ее вес постепенно снижается).
Для чего необходимо изучать механические свойства жидкостей? Эти знания считаются основой для понимания физических процессов, которые происходят в природе, внутри самого человеческого организма. Также при разработке технических средств и различной продукции следует учитывать принципы физики жидкости. Ведь жидкие вещества являются одной из самых распространенных агрегатных форм на нашей планете.
