Механика жидкостей и газа
Основные физические свойства жидкости и газа. Параметры, определяющие свойства жидкостей и газов. Силы, действующие на жидкость.
Жидкость – физ. тело, обладающее большим сопротивлением изменению своего объема и малым сопротивлением изменению своей формы. Ж. отличаются от твердых тел малой силой сцепления между частицами и их легкоподвижностью, благодаря чему ж. принимает форму сосуда, в который она налита. Это свойство - текучесть. Ж. бывают: капельными – несжимаемыми (вода, нефть) и газообразными – сжимаемыми. (пары, газы).
Физические свойства:
1) Плотность: 
. Для дистиллированной воды при 
2) Удельный вес – вес жидкости на единицу объема: 
.
3) Относительная плотность (относительный удельный вес) – отношение плотности (уд. веса) ж. к плотности (удельному весу) ж. при : 
4) Сжимаемость - способность ж. уменьшать объем при увеличении давления.
Коэффициент объемного сжатия – относительное изменение объема жидкости при единичном изменении давления: 
. 
Объемный модуль упругости – величина, обратная 
: 
. 
5) Температурное расширение – способность ж. изменять объем при изменении температуры.
Коэффициент температурного расширения – относительное изменение объема ж. при изменении температуры на 
: 
. 
.
6) Вязкость – св-во жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц и развивать при движении внутренние касательные напряжения: 
,
где 
- сила внутр. трения, Н; S – площадь трущихся слоев, м2;
– динамическая вязкость жидкости, [Па∙с] = [10 П] – пуаз.
τ - касательное напряжение: 
(для ньютоновских ж.) и 
(для неньютоновских ж.), 
- касательное напряжение покоящейся жидкости.
Динамическая вязкость численно равна единичной силе трения (τ) при градиенте скорости равном единице. Знак ± говорит, что два соседних слоя взаимодействуют: слой с большей скоростью ускоряет другой (+), слой с меньшей скоростью – тормозит (-).
Кинематическая вязкость – отношение µ к плотности жидкости: 
.
du/dy – градиент скорости, характеризующий отн. изменение скорости du между отдельными слоями толщиной dy, с-1. du/dy = tg β, где β – угол наклона касательной к эпюре.
Вязкость обычной (ньютоновской) ж. зависит от рода ж. и температуры. Прибор для определения вязкости ж. – вискозиметр. Для неньютоновских ж. вязкость зависит от градиента скорости (строительные растворы, нефтепродукты).
Силы, действующие на жидкость
1) Поверхностные силы (силы гидродинамического давления, силы упругости, трения) распределены по поверхности ж. и пропорциональны ее площади:
, где p – единичная сила или напряжение, Н/м2; ω – площадь действия силы, м2.
2) Массовые (объемные) силы (силы тяжести, инерции, центробежная сила) действуют на все частицы данного объема ж. и пропорциональны массе (объему – для однородных ж.) жидкости:
, где 
- плотность ж., кг/м3; а – ускорение, м/с2; W – объем ж., м3.
3) Силы поверхностного натяжения обуславливаются силами сцепления молекул поверхностного слоя, который стремятся уменьшить свободную поверхность ж.:
, где σ – коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; l – периметр действия силы.
По отношению к какому-либо объему силы можно разделить на внешние (действующие со стороны окружающей среды) и внутренние ( поверхностные силы взаимодействия частиц ж.).
