可压缩流体和不可压缩流体之间的关键区别在于,可压缩流体是实际存在的,而不可压缩流体是为便于计算而开发的概念。
流体可以是气体,也可以是容器形状的液体。在流体力学中,流体的可压缩性是一个非常重要的因素。自然界中所有的流体都是可压缩的,但为了便于研究,我们定义了不可压缩流体。可压缩流体和不可压缩流体的概念在流体力学、流体静力学、航空等许多领域都起着重要作用。因此,正确理解流体可压缩性的概念对于理解这类场是至关重要的。
目录
1. 概述和主要区别
2. 什么是可压缩流体
3. 什么是不可压缩流体
4. 并列比较-表格形式的可压缩和不可压缩流体
5. 摘要
什么是可压缩流体(compressible fluids)?
我们日常生活中遇到的每一种流体都是可压缩的。要了解什么是可压缩流体,首先必须了解什么是可压缩性。流体的可压缩性是由于作用在流体上的外部压力而使其体积减小。相反,可压缩流体在外部压力的作用下会减小其体积。因此,我们可以将可压缩性的定量测量作为液体在压力变化时的相对体积变化。
压缩性的符号是β或κ。因此,我们可以从数学上定义可压缩性为
κ=(-1/v)∂v/∂p,
其中V是体积,p是压力。
实际上,每种气体都是高度可压缩的,但液体不是高度可压缩的。因此,我们可以将压缩性定义为两种形式:绝热压缩性和等温压缩性。
绝热可压缩性描述了系统温度恒定时系统的可压缩性。我们可以用βV来表示,而等温压缩性是指在系统与周围环境之间没有能量传递的情况下测得的压缩性。我们可以用βS来表示,由于绝热过程也是等熵的,所以这个过程是一个恒熵过程。
什么是不可压缩流体(incompressible fluids)?
不可压缩流体是一种假设的流体类型,科学家们引入这种流体是为了便于计算。不可压缩流体是一种不会因外部压力而改变流体体积的流体。我们在流体动力学中所做的大多数基本计算都是基于流体不可压缩的假设。
对于大多数液体,不可压缩性的近似值是可以接受的,因为它们的可压缩性很低。然而,气体的可压缩性很高,因此我们不能将气体近似为不可压缩流体。不可压缩流体的可压缩性总是为零。
可压缩的(compressible)和不可压缩流体(incompressible fluids)的区别
现实中存在可压缩流体。事实上,自然界中所有的流体都是可压缩的。不可压缩流体是科学家为了便于计算而提出的概念。因此,这是可压缩和不可压缩流体之间的关键区别。因此,可压缩流体和不可压缩流体之间的一个显著区别是,当我们施加外部压力时,可压缩流体的体积减小,但不可压缩液体的体积保持不变。此外,不可压缩流体的流体动力学计算与包含可压缩流体的计算相比非常容易。
总结 - 可压缩的(compressible) vs. 不可压缩流体(incompressible fluids)
流体可以是气体,也可以是液体。根据流体承受压缩的能力,我们可以将流体分为可压缩流体和不可压缩流体两大类。然而,没有这样的流体不经历压缩。因此,不可压缩流体的概念是假设的。可压缩流体和不可压缩流体之间的关键区别在于,可压缩流体是实际存在的,而不可压缩流体是为便于计算而开发的概念。
引用
1“流体”,维基百科,维基媒体基金会,2018年9月18日。这里有2个。《可压缩流体》,1997年10月11日。此处提供
2切利,托里