Физические свойства жидкостей

Жидкостью называется физическое тело, обладающее текучестью, то есть большой подвижностью частиц относительно друг друга. Различают капельные (истинные жидкости, приобретающие форму капли при малых объемах) и газообразные (газы) жидкости. Основные физические характеристики жидкости - плотность, сжимаемость, тепловое расширение, вязкость.

Плотность ρ - отношение массы m жидкости к ее объему V: . Единицы измерения плотности - кг/м³ (СИ), г/см³, т/м³.

Удельный вес g – отношение веса G некоторого количества жидкости к ее объему V . С плотностью жидкости удельный вес связан через ускорение свободного падения: . Единица измерения – Н/м³ (СИ).

Упругость (объемная упругость) - свойство жидкости сопротивляться изменению объема под действием внешнего давления. Она оценивается коэффициентом объемной упругости К, связывающим относительное уменьшение объема жидкости ΔV/V и изменение давления Δр: . Знак (-) показывает, что при увеличении давления на жидкость (Δр>0) ее объем уменьшается (ΔV<0). Размерность К в системе СИ– паскаль (Па).

Вязкость (внутреннее трение) - свойство жидкости сопротивляться относительному скольжению ее слоев и частиц друг относительно друга или относительно твердой поверхности. Она оценивается динамическим коэффициентом вязкости m, который измеряется в паскаль-секундах (Па×с) и равен касательному напряжению между соседними слоями, если градиент скорости равен 1. Кинематический коэффициент вязкости n определяют из формулы и измеряют в квадратных метрах на секунду (м²/с) или в стоксах (1Ст= 1 см²/с). Эти коэффициенты определяются видом жидкости, не зависят от скорости течения и существенно уменьшаются с возрастанием температуры.

Гидростатическое давление

Гидростатическим давлением называют нормальное сжимающее напряжение в неподвижной жидкости, численно равное силе, которая приходится на единицу площади поверхности.

За единицу измерения давления в международной системе принят паскаль (Па=Н/м²). До сих пор часто используются техническая (ат) и физическая (атм) атмосферы, миллиметры ртутного и метры водяного столба: 1 ат=1 кгс/см²=98100 Па=10 м вод. ст. = 735 мм рт. ст., 1атм= 101325 Па= 760 мм рт ст.

Виды давления. Различают абсолютное, атмосферное, манометрическое и вакуумметрическое давления.

Абсолютный вакуум – состояние среды с минимально возможным давлением. Это давление принимается за ноль абсолютной шкалы давлений. Значение, которое определяется от абсолютного вакуума называется абсолютным (полным) давлением р_абс.

Атмосферное давление р_атм – абсолютное давление, которое создается силой тяжести воздуха атмосферы и принимается в обычных условиях равным 101325 Па или 760 мм рт.ст. Его значение принимается за ноль относительной шкалы давления.

Избыток давления над атмосферным называют манометрическим (избыточным) давлением р_м=р_изб=р_(абс)-р_атм, а недостаток до атмосферного давления - вакуумметрическим давлением р_вак=р_атм-р_(абс)или вакуумом.

Приборы для измерения атмосферного давления называются барометрами, манометрического - манометрами, вакуума - вакуумметрами.