Fluid
Un fluid este definit ca un material (format în general dintr-o substanță sau un amestec de mai multe substanțe) care nu are o formă proprie și nu poate susține o tensiune de forfecare pentru o perioadă apreciabilă. Datorită configurației plastice a particulelor, termenul fluid se referă la lichide , aeriforme , plasmă și, în unele cazuri, solide plastice . Din punct de vedere macroscopic, fluidele sunt sisteme continue , adică compuse dintr-un număr infinit de elemente.
Descriere
Studiul fluidelor
Un fluid are mai multe caracteristici: [1] vâscozitatea sau ușurința cu care un fluid cedează la efort de forfecare; omogenitate, care determină modul în care proprietățile fizice rămân constante în volumul fluidului; compresibilitate, adică rezistență la compresiuni; difuzie sau capacitatea de a ocupa întregul volum disponibil. Disciplina care se ocupă cu studiul fluidelor în diferite condiții în raport cu caracteristicile lor, se numește mecanica fluidelor . În mecanica fluidelor, se disting următoarele ramuri: [2]
- fluidostatice : dacă fluidul studiat într-un sistem de referință în care apare staționar;
- dinamica fluidelor : dacă fluidul este în mișcare.
Diferențe între solide și fluide
Este folosit în mod obișnuit pentru a distinge fluidele de solide prin faptul că acestea din urmă au propria lor formă , în timp ce fluidele iau forma recipientului care le conține. [3]
La solide, tensiunile generate ca o consecință a unei deformări sunt o funcție a deformării în sine, în timp ce la fluide tensiunile sunt proporționale cu viteza de deformare. Comportamentul fluidului se caracterizează prin vâscozitate, în timp ce cel solid prin modulul de elasticitate (sau al lui Young). La nivel molecular, aceasta înseamnă că două particule de fluid inițial contigue pot fi distanțate la infinit una de alta chiar și printr-o forță mică și constantă; odată ce cauza deformării a încetat, particulele nu tind să se apropie una de cealaltă (revenire elastică): acest lucru se datorează diferitelor entități ale forțelor intermoleculare care acționează în interiorul unui solid și a unui lichid.
Cu toate acestea, această distincție constă într-o aproximare, deoarece în toate materialele reale solicitările sunt funcție atât a deformării, cât și a vitezei de deformare. [4] Iată, deci, că apare o altă clasificare a materialelor, o treime pentru care ambele comportamente coexistă și nici unul, nici celălalt nu pot fi neglijate: în acest caz vorbim de fluide (sau solide) viscoelastice .
Vâscozitate liniară și neliniară
În funcție de liniaritatea sau nu a legii stres-deformare a fluidului, fluidele pot fi clasificate ca:
- Fluid newtonian : pentru care eforturile sunt liniare în (rata) deformării;
- fluide neliniare : unde stresul nu este direct proporțional cu viteza de deformare.
Comportamentul fluidelor este descris printr-o serie de ecuații diferențiale parțiale , bazate pe legile conservării masei, echilibrului impulsului și conservării energiei (ecuațiile care descriu fluidele liniare sunt legile lui Navier ).
Notă
- ^ Deseori fenomenul fizic este simplificat prin modelul fluid ideal ; acesta din urmă este definit ca un corp omogen , non- vâscos și incompresibil (dacă este lichid).
- ^ Bansal , p. 1 .
- ^ DOE Fundamentals Handbook , p. 99 .
- ^ Știința care se ocupă cu studierea legăturii constitutive dintre tensiuni și tulpini se numește reologie .
Bibliografie
- Bird, Steward, Lightfoot, Fenomene de transport, CEA, Milano.
- ( EN ) RK Bansal, O carte de text a mecanicii fluidelor și a mașinilor hidraulice , Firewall Media, 2005, ISBN 81-7008-311-7 .
- ( RO ) DOE Fundamentals Handbook: Termodinamică, transfer de căldură și flux de fluid , vol. 1, Washington, Departamentul Energiei al SUA, 1992.
Elemente conexe
Alte proiecte
- Wikiversitatea conține resurse pe fluid
- Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe fluid
linkuri externe
- (EN) Fluid , de Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
Controlul autorității | Tesauro BNCF 20283 · LCCN (EN) sh85049396 · GND (DE) 4017690-3 · BNF (FR) cb119773700 (dată) · NDL (EN, JA) 00.569.907 |
---|