可壓縮流體和不可壓縮流體之間的關鍵區別在於,可壓縮流體是實際存在的,而不可壓縮流體是為便於計算而開發的概念。
流體可以是氣體,也可以是容器形狀的液體。在流體力學中,流體的可壓縮性是一個非常重要的因素。自然界中所有的流體都是可壓縮的,但為了便於研究,我們定義了不可壓縮流體。可壓縮流體和不可壓縮流體的概念在流體力學、流體靜力學、航空等許多領域都起著重要作用。因此,正確理解流體可壓縮性的概念對於理解這類場是至關重要的。
目錄
1. 概述和主要區別
2. 什麼是可壓縮流體
3. 什麼是不可壓縮流體
4. 並列比較-表格形式的可壓縮和不可壓縮流體
5. 摘要
什麼是可壓縮流體(compressible fluids)?
我們日常生活中遇到的每一種流體都是可壓縮的。要了解什麼是可壓縮流體,首先必須瞭解什麼是可壓縮性。流體的可壓縮性是由於作用在流體上的外部壓力而使其體積減小。相反,可壓縮流體在外部壓力的作用下會減小其體積。因此,我們可以將可壓縮性的定量測量作為液體在壓力變化時的相對體積變化。
壓縮性的符號是β或κ。因此,我們可以從數學上定義可壓縮性為
κ=(-1/v)∂v/∂p,
其中V是體積,p是壓力。
實際上,每種氣體都是高度可壓縮的,但液體不是高度可壓縮的。因此,我們可以將壓縮性定義為兩種形式:絕熱壓縮性和等溫壓縮性。
絕熱可壓縮性描述了系統溫度恆定時系統的可壓縮性。我們可以用βV來表示,而等溫壓縮性是指在系統與周圍環境之間沒有能量傳遞的情況下測得的壓縮性。我們可以用βS來表示,由於絕熱過程也是等熵的,所以這個過程是一個恆熵過程。
什麼是不可壓縮流體(incompressible fluids)?
不可壓縮流體是一種假設的流體類型,科學家們引入這種流體是為了便於計算。不可壓縮流體是一種不會因外部壓力而改變流體體積的流體。我們在流體動力學中所做的大多數基本計算都是基於流體不可壓縮的假設。
對於大多數液體,不可壓縮性的近似值是可以接受的,因為它們的可壓縮性很低。然而,氣體的可壓縮性很高,因此我們不能將氣體近似為不可壓縮流體。不可壓縮流體的可壓縮性總是為零。
可壓縮的(compressible)和不可壓縮流體(incompressible fluids)的區別
現實中存在可壓縮流體。事實上,自然界中所有的流體都是可壓縮的。不可壓縮流體是科學家為了便於計算而提出的概念。因此,這是可壓縮和不可壓縮流體之間的關鍵區別。因此,可壓縮流體和不可壓縮流體之間的一個顯著區別是,當我們施加外部壓力時,可壓縮流體的體積減小,但不可壓縮液體的體積保持不變。此外,不可壓縮流體的流體動力學計算與包含可壓縮流體的計算相比非常容易。
總結 - 可壓縮的(compressible) vs. 不可壓縮流體(incompressible fluids)
流體可以是氣體,也可以是液體。根據流體承受壓縮的能力,我們可以將流體分為可壓縮流體和不可壓縮流體兩大類。然而,沒有這樣的流體不經歷壓縮。因此,不可壓縮流體的概念是假設的。可壓縮流體和不可壓縮流體之間的關鍵區別在於,可壓縮流體是實際存在的,而不可壓縮流體是為便於計算而開發的概念。
引用
1“流體”,維基百科,維基媒體基金會,2018年9月18日。這裡有2個。《可壓縮流體》,1997年10月11日。此處提供
2切利,托里