Сжимаемость жидкостей и газов

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

Плотность жидкостей и газов

Плотностьюназывается количество массы вещества, заключенное в единице объема, плотность отражает инерционные свойства жидкости.

Представление о жидкости как о сплошной материальной среде, позволяет дать определение плотности жидкости Сжимаемость жидкостей и газов - №1 - открытая онлайн библиотека в данной точке через предельное отношение элементарной массы жидкости Сжимаемость жидкостей и газов - №2 - открытая онлайн библиотека к ее элементарному объему Сжимаемость жидкостей и газов - №3 - открытая онлайн библиотека , когда он стремится к нулю, т.е.

Сжимаемость жидкостей и газов - №4 - открытая онлайн библиотека (2.1)

В общем случае плотность жидкости может изменяться от точки к точке в объеме, занятом жидкостью, и изменяется в каждой точке объема с течением времени. Это означает, что в механике жидких сред плотность можно рассматривать, как непрерывную функцию координат и времени Сжимаемость жидкостей и газов - №5 - открытая онлайн библиотека

Во многих случаях в гидрогазодинамике рассматриваются задачи, связанные с однородной жидкостью, т.е. жидкостью, физические свойства которой неизменны во всем объеме. Плотность во всех точках однородной жидкости одинакова и равна отношению общей массы жидкости Сжимаемость жидкостей и газов - №6 - открытая онлайн библиотека к величине объема Сжимаемость жидкостей и газов - №7 - открытая онлайн библиотека , занимаемого жидкостью:

Сжимаемость жидкостей и газов - №8 - открытая онлайн библиотека(2.2)

Сжимаемость и тепловое расширение. Плотность жидкости меняется с изменением давления и температуры. Эта зависимость существенно различна для капельных жидкостей и для газов. Взаимосвязь между давлением, температурой и плотностью отражает проявление жидкостями таких свойств, как сжимаемость и температурное расширение.

Сжимаемость жидкостей и газов

Сжимаемость- свойство жидкостей изменять объем при изменении давления.

Физическим параметром, характеризующим это свойство, является коэффициент объемного сжатия Сжимаемость жидкостей и газов - №9 - открытая онлайн библиотека ,которыйравен относительному изменению объема фиксированной массы жидкости Сжимаемость жидкостей и газов - №10 - открытая онлайн библиотека при изменении давления Сжимаемость жидкостей и газов - №11 - открытая онлайн библиотека на единицу при постоянной температуре:

Сжимаемость жидкостей и газов - №12 - открытая онлайн библиотека (2.3)

где Сжимаемость жидкостей и газов - №9 - открытая онлайн библиотека - коэффициент объемного сжатия, Сжимаемость жидкостей и газов - №14 - открытая онлайн библиотека .

Знак минус отражает тот факт, что увеличение давления приводит к уменьшению объема жидкости.

Сжимаемость реальных капельных жидкостей незначительна и в подавляющем большинстве случаев этим свойством пренебрегают.

В отличие от капельных жидкостей, газы (упругие жидкости) обладают большой степенью сжимаемости. Под действием внешнего давления объем газов значительно уменьшается и соответственно возрастает плотность. Связь между плотностью газов Сжимаемость жидкостей и газов - №15 - открытая онлайн библиотека , их давлением Сжимаемость жидкостей и газов - №11 - открытая онлайн библиотека и температурой Сжимаемость жидкостей и газов - №17 - открытая онлайн библиотека обычно описывается термодинамическими уравнениями состояния в виде функции Сжимаемость жидкостей и газов - №18 - открытая онлайн библиотека или специальными таблицами.

В качестве такого уравнения состояния при рассмотрении большинства задач механики жидкости широко используют уравнение состояния идеального газа Менделеева - Клапейрона:

Сжимаемость жидкостей и газов - №19 - открытая онлайн библиотека (2.4)

где Сжимаемость жидкостей и газов - №11 - открытая онлайн библиотека - абсолютное давление в газе, Сжимаемость жидкостей и газов - №21 - открытая онлайн библиотека ; Сжимаемость жидкостей и газов - №22 - открытая онлайн библиотека - удельная газовая постоянная, Сжимаемость жидкостей и газов - №23 - открытая онлайн библиотека ; Сжимаемость жидкостей и газов - №17 - открытая онлайн библиотека - абсолютная температура, Сжимаемость жидкостей и газов - №25 - открытая онлайн библиотека .

Данное уравнение достаточно точно описывает поведение реальных газов в широких пределах изменения параметров, но при этом предполагается, что газы находятся в состоянии далеком от условий сжижения.