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四、压缩性
流体的压缩性指流体体积随压强而变的特性。压强增大,流体体积减小。通常以压缩性系数β来表示液体的可压缩性。
式中 dV/V—体积的相对减小量;
dp—压强的增量。
由于压强增大时体积减小,dV与dp异号,所以在上式中加一负号。由于质量为密度和体积的乘积,β也可表示为密度的关系
体积弹性系数K为β的倒数
β的单位为┫/N,K的单位为N/┫。对于不同的液体,β或K值不同;同一种液体,不同温度和压强下,β或K值也不同。水的K值很大,常温下近似为2.1×109pa(帕)。也就是说,当压强增加一个大气压时,水的体积只缩小万分之零点五左右,其他液体的K值也很大。所以一般情况下可以不考虑液体的压缩性,认为液体的密度为常数。
对于气体,其密度与压强变化和温度变化密切联系,可以根据气体状态方程p/ρ=RT来说明它的变化。如温度不变,气体压强由1个大气压增加到1.1个大气压时,密度相对增加为0.1,所以气体的压缩性是比较大的,一般都应加以考虑。但在某些情况下,压强变化不是很大而流体的速度也不很大(如小于50m/s)时,也可以近似认为气体的密度是常数,在本章中都没有考虑气体的压缩性。此外,在本章中有时还提到理想流体的概念。
理想流体是指没有黏性的流体,即μ=0。而实际流体如水和空气都是有黏性的。理想流体不过是在理论分析中引入的一个力学模型。这样,可以使问题大大简化,而对其中的黏性可以在得出结论后再考虑加以修正。
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