Жидкость и ее Основные свойства

Жидкостью в гидравлике называют физическое тело способное изменять свою форму при воздействии на нее сколь угодно малых сил.

Различают два вида жидкостей:

- жидкости капельные;

- жидкости газообразные.

Капельные жидкости представляют собой жидкости в обычном, общепринятом понимании этого слова (вода, нефть, керосин, масло и т.д.).

Газообразные жидкости – газы, в обычных условиях представляют собой газообразные вещества (воздух, кислород, азот, пропан и т.д.).

Рисунок 1.1 – Виды жидкостей

Основной отличительной особенностью капельных и газообразных жидкостей является способность сжиматься (изменять объем) под воздействием внешних сил. Капельные жидкости (в дальнейшем просто жидкости) трудно поддаются сжатию, а газообразные жидкости (газы) сжимаются довольно легко, т.е. при воздействии небольших усилий способны изменить свой объем в несколько раз.

Рисунок 1.2 – Сжатие жидкостей и газов

Основной механической характеристикой жидкости является ее плотность.

Плотностью ρ называют массу жидкости, заключенную в единице объема; для однородной жидкости имеем:

Единица измерения в СИ – кг/м³.

Иногда в справочниках приводится относительная плотность вещества.

Объемным или удельным весом называют вес единицы объема жидкости:

где G – вес жидкости;

W – объем жидкости.

Единица измерения в СИ – Н/м³.

Между плотностью и удельным весом существует следующая зависимость:

Коротко рассмотрим основные физические свойства капельных жидкостей:

1. Сжимаемость – свойство жидкости изменять свой объем под действием давления, характеризуется коэффициентом β _p объемного сжатия, который представляет собой относительное изменение объема, приходящегося на единицу давления:

где Δ W – уменьшение объема при увеличении давления на Δ p;

W₀ – первоначальный объем жидкости.

Единица измерения β _p – м²/Н (Па^-1).

Знак «–» в формуле указывает на то, что при увеличении давления объем жидкости уменьшается.

Величина обратная коэффициенту объемного сжатия носит название объемный модуль упругости.

Единица измерения в СИ – Н/м² (Па).

Для капельных жидкостей модуль E несколько уменьшается с увеличением температуры и возрастает с повышением давления.

2. Температурное расширение жидкости характеризуется коэффициентом объемного расширения, представляющим собой относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на 1°С:

где Δ t – изменение температуры жидкости.

Единица измерения °С^-1.