Чем отличается идеальная жидкость от реальной

Чтобы легче усваивать законы движения жидкости, ученые ввели понятие «идеальная и реальная жидкость».

Идеальная – невязкая жидкость. В ней нет сил трения, касательных напряжений, поэтому под воздействием внешних сил такая жидкость не изменяется в объеме. В реальной жизни такой жидкости не существует.

Реальной жидкостью называется жидкость, характеризующаяся вязкостью. В ней присутствуют силы трения и напряжения. Поэтому она сжимается, сопротивляется, обладает подвижностью.

Вязкость и реальная жидкость

Любой реальной жидкости присуща определенная степень вязкости. Благодаря этому при относительном сдвиге смежных частиц жидкости возникает внутреннее трение. Существуют легко подвижные жидкости – воздух, вода. Какие жидкости называют реальными высоковязкими? Те, в которых сопротивление сдвигу значительно. Это тяжелые масла, глицерин.

Вязкость характеризует подвижности частиц жидкости, ее текучесть. На этом построен закон внутреннего трения Ньютона. По нему при течении жидкости между ее слоями образуются касательные напряжения, которые пропорциональны градиенту скорости.

$\tau =\pm \mu \frac{dv}{dy},$

где $\tau$ - касательное напряжение или сила трения, приходящаяся на единицу площади;

$\frac{dv}{dy}$  - градиент скорости. Он определяет изменение скорости du на единицу расстояния между смежными слоями жидкости dy в перпендикулярном к движению направлении;

$\mu$ - динамический коэффициент вязкости.

Реальные жидкости делятся на:

Основные физические свойства реальных жидкостей

1. Плотность – масса жидкости, находящаяся в единице объема. $\rho =\frac{m}{V}, кг/{м}^3$
2. Удельный вес – вес жидкости в единице объема. $V=\frac{G}{V}=\rho *g, H/{м}^3$.
3. Удельный вес – вес жидкости в единице объема. Характеризуется коэффициентом объемного сжатия ${\beta }_V=\frac{∆V}{V*∆p}=\frac{∆p}{p∆p},П{а}^{-1}$. Коэффициент определяет относительное изменение объема на единицу давления.
4. Упругость –восстановление объема жидкого тела после прекращения внешнего воздействия. Определяется модулем объемной упругости $E=\frac{1}{{\beta }_V}=\frac{p∆p}{∆p}, Па$ по формуле, обратной нахождению коэффициента объемного сжатия.
5. Температурное расширение – изменение объема жидкости при сохранении показателей давления. Коэффициент температурного расширения рассчитывается по формуле ${\beta }_{\tau }=\frac{∆V}{V∆t}=\frac{∆p}{p∆p}, °C^{-1}$
6. Поверхностное натяжение или капиллярность. Возникает под действием сил взаимного притяжения между молекулами жидкости. Объем жидкости стремится к форме с минимальной поверхностью. Поверхностное натяжение формирует молекулярное давление в жидкости, нормальное к ее поверхности.
7. Вязкость определяет возможность жидкости сопротивляться сдвигу слоев жидкости.

Также к свойствам относятся газосодержание, испарение, кипение, теплоемкость и др.

Информация о реальной жидкости – это в гидравлике теоретическая основа. Законы равновесия и движения жидкости, эксперименты, связанные с ними, позволяют решать инженерные задачи. Полученные расчеты и выводы применяются при конструировании систем кондиционирования, вентиляции, газопроводов.