Różnica między płynami ściśliwymi i nieściśliwymi

The kluczowa różnica pomiędzy płynami ściśliwymi i nieściśliwymi jest to, że Płyny ściśliwe występują w rzeczywistości, podczas gdy płyny nieściśliwe to koncepcja opracowana w celu ułatwienia obliczeń.

Płyny to gazy lub płyny, które przyjmują kształt pojemnika. W dynamice płynów ściśliwość płynu jest bardzo ważnym czynnikiem. W naturze wszystkie płyny są ściśliwe, ale definiujemy płyny nieściśliwe dla naszej wygody badania. Koncepcje płynów ściśliwych i nieściśliwych odgrywają ważną rolę w takich dziedzinach, jak dynamika płynów, statyka płynów, lotnictwo i wiele innych dziedzin. Dlatego tak ważne jest właściwe zrozumienie koncepcji ściśliwości płynów, aby zrozumieć takie pola.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to są płyny ściśliwe
3. Co to są płyny nieściśliwe
4. Porównanie obok siebie - Płyny ściśliwe w porównaniu do płynów nieściśliwych w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to są kompresowalne płyny?

Każdy płyn, który napotykamy w naszym codziennym życiu, jest ściśliwy. Aby zrozumieć, czym są ściśliwe płyny, należy najpierw zrozumieć, czym jest ściśliwość. Ściśliwość płynu to zmniejszenie objętości płynu z powodu działających na niego ciśnień zewnętrznych. I odwrotnie, ściśliwy płyn zmniejszy swoją objętość w obecności ciśnienia zewnętrznego. Dlatego możemy przyjąć ilościowy pomiar ściśliwości jako względną zmianę objętości cieczy w odpowiedzi na zmianę ciśnienia.

Symbolem ściśliwości jest β lub κ. Dlatego matematycznie możemy zdefiniować ściśliwość jako

κ = (- 1 / v) ∂V / ∂p,

gdzie V jest objętością, a p jest ciśnieniem.

W rzeczywistości każdy gaz jest wysoce ściśliwy, ale ciecze nie są bardzo ściśliwe. Dlatego możemy zdefiniować ściśliwość w dwóch postaciach; ściśliwość adiabatyczna i izotermiczna.

Rysunek 01: Butle LPG zawierają sprężone gazy

The ściśliwość adiabatyczna opisuje ściśliwość systemu, gdy temperatura systemu jest stała. Możemy to oznaczyć przez β_V.. Natomiast ściśliwość izotermiczna odnosi się do ściśliwości mierzonej przy braku transferu energii między systemem a otoczeniem. Możemy to oznaczyć przez β_S.. Ponieważ proces adiabatyczny jest również isentropowy, proces ten jest procesem ciągłej entropii.

Co to są płyny nieściśliwe?

Płyny nieściśliwe są hipotetycznymi rodzajami płynów, które naukowcy wprowadzili dla wygody obliczeń. Nieściśliwy płyn to płyn, który nie zmienia objętości płynu z powodu ciśnienia zewnętrznego. Większość podstawowych obliczeń, które wykonujemy w dynamice płynów, zależy od założenia, że ​​płyn jest nieściśliwy.

Przybliżenie nieściśliwości jest dopuszczalne dla większości cieczy, ponieważ ich ściśliwość jest bardzo niska. Jednak ściśliwość gazów jest wysoka, więc nie możemy aproksymować gazów jako płynów nieściśliwych. Ściśliwość płynu nieściśliwego wynosi zawsze zero.

Jaka jest różnica między płynami ściśliwymi i nieściśliwymi?

Płyny sprężające występują w rzeczywistości. W rzeczywistości wszystkie płyny występujące w naturze są ściśliwe. Płyny nieściśliwe to koncepcja opracowana przez naukowców w celu ułatwienia obliczeń. Jest to zatem kluczowa różnica między płynami ściśliwymi i nieściśliwymi. W związku z tym istotną różnicą między płynami ściśliwymi i nieściśliwymi jest to, że objętość płynów ściśliwych zmniejsza się, gdy zastosujemy ciśnienie zewnętrzne, ale objętość płynów nieściśliwych pozostaje stała. Poza tym obliczenia dynamiki płynów dla płynów nieściśliwych są bardzo łatwe w porównaniu z obliczeniami obejmującymi płyny ściśliwe.

Podsumowanie - Płyny ściśliwe a nieściśliwe

Płyn to albo gaz, albo ciecz. Płyny możemy podzielić na dwie szerokie grupy jako płyny ściśliwe i nieściśliwe w zależności od ich zdolności do poddawania się ściskaniu. Jednak nie ma takich płynów, które nie ulegają kompresji. Zatem koncepcja płynów nieściśliwych jest hipotetyczna. Kluczowa różnica między płynami ściśliwymi i nieściśliwymi polega na tym, że płyny ściśliwe występują w rzeczywistości, natomiast płyny nieściśliwe to koncepcja opracowana w celu ułatwienia obliczeń..

Odniesienie:

1. „Płyn”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 18 września 2018 r. Dostępne tutaj 
2. Celli, Vittorio. Płyny do sprężania, 11 października 1997. Dostępny tutaj  

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Butle LPG” (CC BY 2.5) przez Commons Wikimedia