流体liuti

一种没有相对固定形状，极易形变和流动的物质。液体、气体和等离子体都是流体。它们处于静止状态时，无论多么小的剪切力都是不能承受的。一旦受到剪切力的作用，各个区域就会产生持续不断和不可复原的位置变化。流体的这种位置变化被称为流动。流动性是流体没有相对固定形状的原因，不论是液体还是气体处在什么容器中就呈现什么形状。重力场中的液体具有一个自由表面，该表面在液体静止时总是处于水平位置。对流体力学性质的研究，一般只涉及经典力学范围内的宏观运动，而不考虑分子的运动和分子的结构状态。流体的宏观上的微小体元内部含有数目庞大的分子，微小体元的宏观运动是其内部全体分子运动的平均效果。为了简化对流体运动的数学处理，通常不考虑分子之间的距离，而把流体看成是由无数个没有空隙并连续分布的宏观微小体元所构成。即假设流体是一种具有流动性的连续介质。流体分子之间的空隙使流体具有可压缩性。当它静止并承受压力时，其内部以及流体与容器之间的作用力不是剪切力，而是一种垂直于器壁的压力，这个力被称为流体的静压力。气体分子之间的空隙远远大于液体分子之间的空隙，因此气体的可压缩性要比液体大得多。氧气在氧气瓶中，可被压缩到原有体积的千分之几；而液体在相同的压强下，体积只减小百分之几。通常认为：液体是具有一定体积的流体，几乎不可压缩；而气体则是没有固定不变体积的流体，是可压缩的。流体还具有粘滞性，它来源于流体内具有不同流速的各层之间以及流体与器壁之间存在的内摩擦力（粘滞力）。粘性流体可分为牛顿流体和非牛顿流体。其中，牛顿流体是流体内部应力线性地依赖于应变率，而非牛顿流体内部应力与应变率呈非线性关系。气体、水、溶液以及稀释的悬浊液和乳浊液都属于牛顿流体，而浓缩的悬浊液和乳浊液则属于非牛顿流体。此外，还有一种摇溶流体，它的粘滞性会随着搅拌时间的延长而减小。印刷用的油墨就属于这种摇溶流体，其特点是越搅越稀。把流体当作连续介质对待时，流体内所有宏观上的微小体元都可以被看作是一个个质点。这些连续分布质点上的压力和流速等物理量在空间的分布，构成了压力场和流速场等各种物理场。这种模型使得利用数学工具解决流体问题成为可能。人们在长期的研究中，从不同角度上将流体的流动状态分类如下：层流和湍流；定常流和非定常流；均匀流和非均匀流；等温流和等熵流；实际流和理想流。研究流体运动规律的学科叫做流体力学，流体的受力、运动以及运动的起因都是它所要涉及的。它又可分为流体静力学、流体运动学和流体动力学几个部分。其中，流体静力学研究流体的压强和力及流体平衡的条件；流体运动学研究对流体运动的描述和分析方法；流体动力学研究作用在流体上的力及由其引起的运动变化规律。流体是与人类社会密切相关的 一种物质。人的体内有各种体液，人的周围有紧紧包围地球的几千千米厚的大气层，大气层下面又布满了海洋和江河湖泊。人体内部和外部的一切运动几乎都在流体中进行。飞机、舰船、水力和风力发电、各种管道和渠道等都依赖于流体才能进行工作。可以说，没有流体就没有生命，更不会有人类社会的存在。