Определение жидкости и газа

Введение

Гидравлика представляет собой теоретическую дисциплину, изучающую вопросы, связанные с механическим движением жидкости в различных природных и техногенных условиях. Поскольку жидкость (и газ) рассматриваются как непрерывные и неделимые физические тела, то гидравлику часто рассматривают как один из разделов механики так называемых сплошных сред, к каковым принято относить и особое физическое тело -жидкость. По этой причине гидравлику часто называют механикой жидкости или гидро­механикой; предметом её исследований являются основные законы равновесия и движе­ния жидкостей и газов. Как в классической механике в гидравлике можно выделить обще­принятые составные части: гидростатику, изучающую законы равновесия жидкости; ки­нематику, описывающую основные элементы движущейся жидкости и гидродинамику, изучающую основные законы движения жидкости и раскрывающую причины её движе­ния.

Гидравлику можно назвать базовой теоретической дисциплиной для обширного кру­га прикладных наук, с помощью которых исследуются процессы, сопровождающие рабо­ту гидравлических машин, гидроприводов. С помощью основных уравнений гидравлики и разработанных ею методов исследования, решаются важные практические задачи, связан­ные с транспортом жидкостей и газов по трубопроводам, а также с транспортом твёрдых тел по трубам и другим руслам. Гидравлика также решает важнейшие практические зада­чи, связанные с равновесием твёрдых тел в жидкостях и газах, т.е. изучает вопросы плава­ния тел.

Широкое использование в практической деятельности человека различных гидрав­лических машин и механизмов ставят гидравлику в число важнейших дисциплин, обеспе­чивающих научно-технический прогресс.

Определение жидкости и газа

Жидкость – это физическое тело, способное легко изменять свою форму под действием внешних сил.

Жидкость в гидравлике рассматривают как непрерывную (сплошную) среду, заполняющую пространство без пустот и промежутков, при этом не рассматривают молекулярного строения жидкости и её частиц. В отличие от твердых тел, жидкости харак­теризуются весьма большой подвижностью своих частиц и по­этому обладают свойством текучести и способностью принимать форму сосуда, в которой они помещены. Жидкости условно подразделяют на капельные и газообразные.

Капельные жидкости отличаются от газообразных малой сжимаемостью и значительно большими плотностями. Так, например, воздух, который представляет собой смесь различных газов при 0⁰С и 760 мм.рт.столба имеет плотность 1,29 кг/м³, в то время как плотность воды при 4⁰С – 1000 кг/м³ . Принято считать капельные жидкости несжимаемыми, а газообразные – сжимаемыми.

Газообразные жидкости. Газообраз­ные жидкости (газы) изменяют свой объем под влиянием термодинамических параметров (давления, температуры, объема) в значительной степени. В гидравлике обычно изучают капельные жидкости (или просто жидкости).

Газообразные жидкости не имеют определенной формы и объема. Их форму и объем определяют форма и объ­ем сосудов, которые они заполняют. Молекулы газов отстоят друг от друга весьма далеко в сравнении с расстояниями между молекулами капельных жидкостей и в процессе теплового движения разлетаются друг от друга. Поэтому газы легко расширяются, а под действием внешних сил также лег­ко сжимаются. Имея это в виду, газ и пары называют также упругими жид­костями. Газы не оказывают сопротивления растягивающим усилиям и обладают весьма малой вязкостью. Газ занимает весь объем за­крытого сосуда, в который он помещен.

Капель­ные жидкости встречаются в природе и применяются в технике: вода, нефть, бензин и т. д. При изменении давления и темпе­ратуры их объем изменяется весьма незначительно.

Капельные жидкости практически не оказывают заметного сопротивления растягивающим усилиям. Силы сцепления, су­ществующие между молекулами этих жидкостей, проявляются только на их поверхности в виде так называемых сил поверхно­стного натяжения, где и обнаруживается известная сопротив­ляемость жидкости разрыву. Наличием сил поверхностного натяжения объясняется, например, суще­ствование тонкой пленки мыльного пузыря, образование капли, удерживаемой от падения и т.д. Силы сопротивления разрыву у жидкости ничтожно малы.