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词条 流体物理
释义

流体

是液体和气体的总称。流体是由大量的、不断地作热运动而且无固定平衡位置的分子构成的,它的基本特征是没有一定的形状和具有流动性。流体都有一定的可压缩性,液体可压缩性很小,而气体的可压缩性较大,在流体的形状改变时,流体各层之间也存在一定的运动阻力(即粘滞性)。当流体的粘滞性和可压缩性很小时,可近似看作是理想流体,它是人们为研究流体的运动和状态而引入的一个理想模型。

固体和流体具有以下不同的特征:在静止状态下固体的作用面上能够同时承受剪切应力和法向应力。而流体只有在运动状态下才能够同时有法向应力和切向应力的作用,静止状态下其作用面上仅能够承受法向应力,这一应力是压缩应力即静压强。固体在力的作用下发生变形,在弹性极限内变形和作用力之间服从虎克定律,即固体的变形量和作用力的大小成正比。而流体则是角变形速度和剪切应力有关,层流和紊流状态它们之间的关系有所不同,在层流状态下,二者之间服从牛顿内摩擦定律。当作用力停止作用,固体可以恢复原来的形状,流体只能够停止变形,而不能返回原来的位置。固体有一定的形状,流体由于其变形所需的剪切力非常小,所以很容易使自身的形状适应容器的形状,在一定的条件下并可以维持下来。

与液体相比气体更容易变形,因为气体分子比液体分子稀疏得多。在一定条件下,气体和液体的分子大小并无明显差异,但气体所占的体积是同质量液体的103倍。所以气体的分子距与液体相比要大得多,分子间的引力非常微小,分子可以自由运动,极易变形,能够充满所能到达的全部空间。液体的分子距很小,分子间的引力较大,分子间相互制约,分子可以作无一定周期和频率的振动,在其他分子间移动,但不能像气体分子那样自由移动,因此,液体的流动性不如气体。在一定条件下,一定质量的液体有一定的体积,并取容器的形状,但不能像气体那样充满所能达到的全部空间。液体和气体的交界面称为自由液面。

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更新时间:2024/12/24 7:40:18