Что такое жидкость в физике: Свойства жидкости — урок. Физика, 7 класс.

Физика жидкостей

Определение 1

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.

Определение 2

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.

Пример 1

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.

Замечание 1

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:

1. Температуры. С повышением температуры вязкость одних элементов увеличивается, а других, наоборот, падает. На такой процесс влияет конкретное соединение и химическое строение жидкости.
2. Давления. Повышение автоматически вызывает увеличение параметра вязкости.
3. 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.

Пример 2

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.

Физика жидкостей | это… Что такое Физика жидкостей?

Физика жидкостей (физика жидкого состояния вещества) — раздел физики, в котором изучаются механические и физические свойства жидкостей. Статистическая теория жидкостей является разделом статистической физики. Важнейшим результатом является вывод уравнений гидродинамики из уравнений Лиувилля, реализованный Н. Н. Боголюбовым в 1948 году. В физике квантовых жидкостей изучается явление сверхтекучести, нашедшее объяснение в работах Н. Н. Боголюбова 1947—1949 годов.

Успехи теории фазовых переходов между газообразным и жидким состоянием вещества, созданной Ван-дер-Ваальсом, укрепили представления о структурной близости этих состояний, как неупорядоченных и различающихся лишь плотностью частиц. После первых ренгеноструктурных исследований распределения частиц в жидкости выяснилось, что жидкости не являются бесструктурными. В теории рассеяния света в жидкости, разработанной Цернике и Пирсом в 1927 году, возникает функция распределения. Я. И. Френкель ввел представление о колебательно-поступательном движении молекул в жидкостях и развил кинетические модели в физике жидкостей. Строгая статистическая теория жидкостей была построена в работах Н. Н. Боголюбовым в 1947—1949 годах. И. З. Фишер использовал цепочку уравнений Боголюбова во втором порядке ^[1] для описания жидкости. Также, И. З. Фишер создал лагранжеву теорию тепловых гидродинамических флуктуаций. В предисловии автора к русскому изданию своей книги К. А. Крокстон писал в 1976 году: «Последние два или три десятилетия физика жидкого состояния … достигла значительных успехов, в основном благодаря пионерским работам советских авторов — главным образом Н. Н. Боголюбова, Я. И. Френкеля и И. З. Фишера».^[1]

Литература

• Боголюбов Н. Н. «Уравнения гидродинамики в статистической механике» (1948) в Боголюбов Н. Н. Избранные труды в трех томах. Том 2. Киев: Наукова думка, 1970. стр.258-276.
• Боголюбов Н. Н. «К теории сверхтекучести» Изв. АН СССР, Сер физ. 1947. Том 11. N.1. 77-90; Боголюбов Н. Н. Избранные труды в трех томах. Том 2. Киев: Наукова думка, 1970. стр.210-224.
• Крокстон К. Физика жидкого состояния. Статистическое введение. пер с англ. М.: Мир, 1978. — 400с.
• Оно С., Кондо С. Молекулярная теория поверхностного натяжения в жидкостях. М.: ИИЛ, 1963. — 292с.
• Фишер И. З. Статистическая теория жидкостей. М.: Наука, 1961. — 280с.
• Френкель Я. И. Кинетическая теория жидкостей. Изд-во АН СССР, 1945. и Л.: Наука, 1975.
• Пайнс Д., Нозьер Ф., Теория квантовых жидкостей, пер. с англ., М., 1967.
• Резибуа П., Де Ленер М. Классическая кинетическая теория жидкостей и газов. М.: Мир, 1980. — 424с.
• Данилов В. И. Строение и кристаллизация жидкости.Избранные статьи. Под.ред. Курдюмова Г. В. Киев. Изд-во АН УССР, 1956. — 568 с.
• Юльметьев Р. М. Введение в статистическую физику жидкостей. Казань: Изд-во КГПИ, 1972. — 218с.
• Физика простых жидкостей. 1. Статистическая теория. Перевод с англ. под ред. Д. Н. Зубарева и Н. М. Плакиды. М.: Мир, 1971. — 308 с.
• Физика простых жидкостей. 2. Экспериментальные исследования. Перевод с англ. под ред. А. 3. Голика и Ю. И. Шиманского. М.: Мир, 1973. — 400 с.
• Скрипов В. П. Метастабильная жидкость. М.: Наука, 1972. — 312 с

См. также

• Цепочка уравнений Боголюбова
• Гидродинамика

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Крокстон К. Физика жидкого состояния. Статистическое введение. пер с англ. М.: Мир, 1978. — 400с.

Что такое жидкость? — Определение из WhatIs.com

По

• Участник TechTarget

Жидкость представляет собой образец вещества, который соответствует форме сосуда, в котором он находится, и который приобретает определенную поверхность под действием силы тяжести.

Термин жидкость также используется в отношении состояния или состояния вещества, обладающего этим свойством.

Атомы или молекулы вещества в жидком состоянии сжаты так же сильно, как и вещества в твердом состоянии, но атомы или молекулы в жидкости могут свободно перемещаться между собой. Примерами жидкостей являются вода при комнатной температуре (примерно 20 ºC или 68 ºF), масло при комнатной температуре и спирт при комнатной температуре.

При нагревании жидкости атомы или молекулы приобретают кинетическую энергию. Если температура становится достаточно высокой, жидкость превращается в газ или может реагировать с химическими веществами в окружающей среде. Вода является примером жидкости, которая переходит в газообразное состояние при постепенном нагревании. Спирт воспламеняется (в сочетании с кислородом в атмосфере) при резком и резком нагревании.

При охлаждении жидкости атомы или молекулы теряют кинетическую энергию. Если температура становится достаточно низкой, жидкость становится твердой. Вода — хороший пример. При охлаждении он превращается в лед.

Последнее обновление: сентябрь 2005 г.

прием данных

Прием данных — это процесс получения и импорта данных для немедленного использования или хранения в базе данных.

ПоискСеть

• беспроводная ячеистая сеть (WMN)

  Беспроводная ячеистая сеть (WMN) — это ячеистая сеть, созданная путем соединения узлов беспроводной точки доступа (WAP), установленных в …

• Wi-Fi 7

  Wi-Fi 7 — это ожидаемый стандарт 802.11be, разрабатываемый IEEE.
• сетевая безопасность

  Сетевая безопасность охватывает все шаги, предпринятые для защиты целостности компьютерной сети и данных в ней.

ПоискБезопасность

• Что такое модель безопасности с нулевым доверием?

  Модель безопасности с нулевым доверием — это подход к кибербезопасности, который по умолчанию запрещает доступ к цифровым ресурсам предприятия и . ..

• RAT (троянец удаленного доступа)

  RAT (троян удаленного доступа) — это вредоносное ПО, которое злоумышленник использует для получения полных административных привилегий и удаленного управления целью …

• атака на цепочку поставок

  Атака на цепочку поставок — это тип кибератаки, нацеленной на организации путем сосредоточения внимания на более слабых звеньях в организации …

ПоискCIO

• Пользовательский опыт

  Дизайн взаимодействия с пользователем (UX) — это процесс и практика, используемые для разработки и внедрения продукта, который обеспечит позитивное и …

• соблюдение конфиденциальности

  Соблюдение конфиденциальности — это соблюдение компанией установленных правил защиты личной информации, спецификаций или …

• контингент рабочей силы

  Временная рабочая сила — это трудовой резерв, члены которого нанимаются организацией по требованию.

SearchHRSoftware

• Поиск талантов

  Привлечение талантов — это стратегический процесс, который работодатели используют для анализа своих долгосрочных потребностей в талантах в контексте бизнеса …
• удержание сотрудников

  Удержание сотрудников — организационная цель сохранения продуктивных и талантливых работников и снижения текучести кадров за счет стимулирования …

• гибридная рабочая модель

  Гибридная рабочая модель — это структура рабочей силы, включающая сотрудников, работающих удаленно, и тех, кто работает на месте, в офисе компании…

SearchCustomerExperience

• CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) аналитика

  Аналитика CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) включает в себя все программные средства, которые анализируют данные о клиентах и ​​представляют. ..

• разговорный маркетинг

  Диалоговый маркетинг — это маркетинг, который вовлекает клиентов посредством диалога.

• цифровой маркетинг

  Цифровой маркетинг — это общий термин для любых усилий компании по установлению связи с клиентами с помощью электронных технологий.

Жидкости (физика): определение, свойства и примеры

Обновлено 31 января 2020 г.

Автор GAYLE TOWELL

Жидкость — это одно из четырех состояний материи, остальные — твердое, газообразное и плазменное. Изучение физики, связанной с жидкостями, представляет собой удивительно обширную область. Но если подумать, насколько многое в вашей жизни зависит от воды, текущей по трубам, или от способности лодок плавать в океане, или даже от способности сиропа для блинов вытекать из контейнера, становится легко понять, почему изучение и понимание жидкости имеет важное значение.

Состояние вещества

Существует четыре основных состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Вещество может переходить из одного состояния в другое в зависимости от условий давления и температуры.

В твердом теле молекулы материала прочно связаны, и материал сохраняет свою форму. В жидкости молекулы менее прочно связаны и способны скользить или обтекать друг друга. В газе молекулы отделяются друг от друга. Газ всегда будет заполнять контейнер, в котором он находится, и может легко расширяться и сжиматься, в то время как жидкости и твердые тела не могут (или, по крайней мере, не в такой степени). A плазма — это состояние вещества, которое возникает, когда газ нагревается до такой степени, что он становится ионизированным.

Когда газ конденсируется и молекулы становятся достаточно близкими, чтобы воздействовать друг на друга и прилипать, он превращается в жидкость. Обычно для этого требуется охлаждение, которое удаляет энергию из системы.

Когда что-то в твердом состоянии плавится, оно становится жидкостью. Обычно для этого требуется нагрев, который добавляет энергии в систему. По мере повышения температуры материала молекулярное движение увеличивается и преодолевает межмолекулярные силы, пытающиеся жестко удерживать молекулы вместе.

Определение жидкости

Как упоминалось ранее, жидкость — это состояние вещества. Несжимаемость жидкостей означает, что они имеют фиксированный объем (определенный объем) и не расширяются и не сжимаются каким-либо значительным образом, как газ.

В жидкости молекулы слабо связаны друг с другом силами сцепления и могут свободно обтекать друг друга. Жидкости принимают форму нижней части любого сосуда, в котором они находятся, и не сохраняют определенную форму, как это делают твердые тела.

Жидкости часто классифицируются как жидкость , что является более широким обозначением, применяемым как к жидкостям, так и к газам. Жидкость — это вещество, которое может течь, и многие законы физики, применимые к потоку жидкости, применимы и к потоку газов.

Примеры жидкостей

Примеры жидкостей можно найти повсюду. Скорее всего, вам больше всего знакома вода, потому что она необходима для жизни и покрывает около 71 процента земной поверхности. Поскольку вода находится в жидкой форме при стандартных температурах на Земле, считается, что именно благодаря ей здесь смогла сформироваться и процветать жизнь.

Есть, конечно, много других веществ, которые являются жидкими при комнатной температуре, включая спирт, бензин и даже ртуть.

Вещества, которые существуют в жидкой форме только при гораздо более низких температурах, включают ацетилен, двуокись углерода, метан и жидкий азот. К веществам, существующим в жидком виде только при гораздо более высоких температурах, относятся алюминий и многие другие металлы, углерод, фарфор и песок.

Жидкий кристалл — это состояние вещества между жидким и твердым. Некоторые вещества имеют по существу две разные температуры плавления: одну, при которой они становятся жидким кристаллом, и другую, более высокую точку, при которой они становятся обычной жидкостью. Жидкие кристаллы могут течь подобно жидкости, но также демонстрируют симметрию, обычно связанную с кристаллическими твердыми телами. Жидкие кристаллы используются в дисплеях часов, калькуляторов и телевизоров.

Давление в жидкости

Давление — это мера силы на единицу площади. В жидком веществе все молекулы жидкости прижимаются друг к другу и создают внутреннее давление . Вы можете представить себе, что стенки контейнера также испытывают эту силу на единицу площади, и если вы проткнете отверстие, давление вытолкнет жидкость наружу.

Давление в жидкости также является причиной того, что вы можете плавать в бассейне. Связанная сила противодействует гравитации.

Величина давления в жидкости зависит от плотности жидкости и глубины. Соотношение следующее:

Где P — давление, ρ — плотность, d — глубина и g — ускорение свободного падения.

Тот факт, что давление увеличивается с глубиной, является причиной того, что дайверы должны быть осторожны. Они должны позволить своему телу адаптироваться к увеличению и уменьшению давления, чтобы избежать травм.

В случае жидкости в трубе разница в давлении вдоль трубы заставит жидкость течь. Это потому, что давление по сути является силой, а неуравновешенная сила вызывает изменение движения.

Закон Архимеда

Как вы, вероятно, знаете, некоторые объекты плавают, а некоторые тонут, и даже те, которые тонут, имеют тенденцию делать это медленно. Это говорит нам о том, что должна существовать сила, которую прикладывает жидкость, противодействующая гравитации. Эта сила называется выталкивающей силой. Принцип Архимеда описывает выталкивающую силу в жидкости, то есть силу, которая заставляет объекты плавать.

Архимед определяет значение выталкивающей силы очень просто: она равна весу жидкости, вытесненной погруженным в воду предметом. Этот вес легко вычислить как произведение объема предмета (или его части), который погружен, плотность жидкости и g, ускорение свободного падения.