Væske

En væske er et materiale (vanligvis laget av et stoff eller en blanding av flere stoffer) som ikke har sin egen form og ikke kan tåle en skjærspenning i betydelig tid. På grunn av den plastiske konfigurasjonen av partiklene, refererer begrepet væske til væsker , aeriformer , plasma og, i noen tilfeller, plastfaste stoffer . Fra et makroskopisk synspunkt er væsker kontinuerlige systemer , det vil si sammensatt av et uendelig antall elementer.

Beskrivelse

Væskestudie

En væske har flere egenskaper: [1] viskositet, eller hvor lett en væske gir etter for skjærspenning; homogenitet, som bestemmer hvordan de fysiske egenskapene forblir konstant innenfor volumet av væsken; kompressibilitet, det vil si motstand mot kompresjoner; diffusjon, eller evnen til å okkupere hele det tilgjengelige volumet. Disiplinen som omhandler studiet av væsker under forskjellige forhold i forhold til deres egenskaper, kalles fluidmekanikk . I fluidmekanikk skilles følgende grener: [2]

fluidostatika : hvis væsken studert i et referansesystem der den virker stasjonær;
væskedynamikk : hvis væsken er i bevegelse.

Forskjeller mellom faste stoffer og væsker

Det brukes ofte for å skille væsker fra faste stoffer ved at sistnevnte har sin egen form , mens væskene har formen til beholderen som inneholder dem. [3]

I faste stoffer er spenningene generert som en konsekvens av en deformasjon en funksjon av selve deformasjonen, mens i fluider er spenningene proporsjonale med deformasjonshastigheten. Væskeoppførselen er preget av viskositet mens den faste av elastisitetsmodulen (eller Youngs). På molekylært nivå betyr dette at to til å begynne med sammenhengende væskepartikler kan være uendelig avstand fra hverandre med selv en liten og konstant kraft; når årsaken til deformering har opphørt, har ikke partiklene en tendens til å bevege seg nærmere hverandre (elastisk retur): dette skyldes den forskjellige enheten av de intermolekylære kreftene som virker inne i et fast stoff og en væske.

Imidlertid består dette skillet i en tilnærming siden spenningene i alle virkelige materialer er en funksjon av både deformasjonen og deformasjonshastigheten. [4] Her dukker det opp en ytterligere klassifisering av materialer, en tredje som begge atferdene eksisterer side om side og verken den ene eller den andre kan neglisjeres: i dette tilfellet snakker vi om væsker (eller faste stoffer) viskoelastiske .

Lineær og ikke-lineær viskositet

Avhengig av lineariteten eller ikke til væskens spenningstøyningslov, kan væsker klassifiseres som:

Newtonsk væske : for hvilken spenningene er lineære i (hastigheten av) deformasjon;
ikke- lineære væsker : hvor spenningen ikke er direkte proporsjonal med tøyningshastigheten.

Oppførselen til væsker er beskrevet av en serie partielle differensialligninger , basert på lovene for massebevaring, momentumbalanse og energibevaring (ligningene som beskriver lineære væsker er Naviers lover ).

Merknader

^ Ofte forenkles det fysiske fenomenet gjennom den ideelle væskemodellen ; sistnevnte er definert som en homogen , ikke - viskøs og inkompressibel (hvis flytende) kropp.
^ Bansal , s. 1 .
^ DOE Fundamentals Handbook , s. 99 .
^ Vitenskapen som omhandler å studere den konstitutive koblingen mellom påkjenninger og påkjenninger kalles reologi .

Bibliografi

Fugl, Steward, Lightfoot, Transportfenomener, CEA, Milano.
( EN ) RK Bansal, A Text Book of Fluid Mechanics and Hydraulic Machines , Firewall Media, 2005, ISBN 81-7008-311-7 .
( EN ) DOE Fundamentals Handbook: Thermodynamics, heat transfer, and fluid flow , vol. 1, Washington, US Department of Energy, 1992.