Ключевое различие между сжимаемыми и несжимаемыми жидкостями заключается в том, что сжимаемые жидкости встречаются в реальности, тогда как несжимаемые жидкости - это концепция, разработанная для простоты расчетов.
Жидкости - это газы или жидкости, которые принимают форму сосуда. В гидродинамике очень важным фактором является сжимаемость жидкости. В природе все жидкости сжимаемы, но для удобства изучения мы определили несжимаемые жидкости. Понятия сжимаемых и несжимаемых жидкостей играют важную роль в таких областях, как гидродинамика, гидростатика, авиация и многих других областях. Поэтому жизненно важно иметь правильное понимание концепций сжимаемости жидкостей, чтобы понимать такие поля.
Что такое сжимаемые жидкости?
Каждая жидкость, с которой мы сталкиваемся в повседневной жизни, сжимаема. Чтобы понять, что такое сжимаемые жидкости, нужно сначала понять, что такое сжимаемость. Сжимаемость жидкости – это уменьшение объема жидкости из-за действующих на нее внешних давлений. И наоборот, сжимаемая жидкость будет уменьшать свой объем при наличии внешнего давления. Следовательно, мы можем принять количественное измерение сжимаемости как относительное изменение объема жидкости в ответ на изменение давления.
Символ сжимаемости - β или κ. Следовательно, мы можем определить сжимаемость математически как
κ=(-1/v) ∂V/∂p, где V - объем, а p - давление.
В действительности каждый газ хорошо сжимаем, но жидкости не очень сжимаемы. Следовательно, мы можем определить сжимаемость в двух формах; адиабатическая и изотермическая сжимаемость.
Рисунок 01: Баллоны для сжиженного нефтяного газа содержат сжатые газы
Адиабатическая сжимаемость описывает сжимаемость системы, когда температура системы постоянна. Мы можем обозначить это как βV Принимая во внимание, что изотермическая сжимаемость относится к сжимаемости, измеренной без передачи энергии между системой и окружающей средой. Мы можем обозначить его как βS Поскольку адиабатический процесс также изэнтропичен, этот процесс является процессом с постоянной энтропией.
Что такое несжимаемые жидкости?
Несжимаемые жидкости - это гипотетический тип жидкостей, который ученые ввели для удобства расчетов. Несжимаемая жидкость – это жидкость, объем которой не изменяется под действием внешнего давления. Большинство основных расчетов, которые мы делаем в гидродинамике, основаны на предположении, что жидкость несжимаема.
Приближение несжимаемости приемлемо для большинства жидкостей, так как их сжимаемость очень мала. Однако сжимаемость газов высока, поэтому мы не можем аппроксимировать газы несжимаемыми жидкостями. Сжимаемость несжимаемой жидкости всегда равна нулю.
В чем разница между сжимаемыми и несжимаемыми жидкостями?
Сжимаемые жидкости встречаются в реальности. На самом деле, все жидкости, встречающиеся в природе, сжимаемы. Несжимаемые жидкости - это концепция, которую ученые разработали для простоты расчетов. Следовательно, в этом ключевое различие между сжимаемыми и несжимаемыми жидкостями. Соответственно, существенная разница между сжимаемыми и несжимаемыми жидкостями заключается в том, что объем сжимаемых жидкостей уменьшается при приложении внешнего давления, а объем несжимаемых жидкостей остается постоянным. Кроме того, гидродинамические расчеты для несжимаемых жидкостей очень просты по сравнению с расчетами для сжимаемых жидкостей.
Резюме – Сжимаемые и несжимаемые жидкости
Флюид может быть либо газом, либо жидкостью. Мы можем разделить жидкости на две большие группы: сжимаемые и несжимаемые жидкости в зависимости от их способности подвергаться сжатию. Однако таких жидкостей, которые не подвергаются сжатию, не существует. Таким образом, концепция несжимаемых жидкостей носит гипотетический характер. Ключевое различие между сжимаемыми и несжимаемыми жидкостями заключается в том, что сжимаемые жидкости встречаются в реальности, тогда как несжимаемые жидкости - это концепция, разработанная для простоты расчетов.
