유체 정의 및 예제

유체 전단 (접선 응력) 하에서 흐르거나 연속적으로 변형되는 재료입니다. 다시 말해, 유체는 전단 계수가 0입니다.

액체, 가스 및 혈장은 유체입니다. 그러나 일부 고형물은 유체로도 작동합니다. 예를 들어, 피치는 고도로 (매우) 느리게 흐르는 고 점도로 고체입니다. 바보 같은 퍼티는 흐르지 만 갑작스런 힘으로 굳어집니다. 일반적으로 고형물은 입니다 유체는 접선 응력에 저항하고 정적 평형에 도달하기 전에 지점에만 변형되기 때문에.

생물학에서 유체의 정의에는 물리 과학 정의가 포함되지만 혈액, 혈장 및 소변과 같은 신체 액체도 나타냅니다. 생리 식염수 용액 및 주스와 같은 체액을 대체하기 위해 제공된 액체 도이 맥락에서 유체입니다.

이상적인 유체 대 실제 유체

이상적인 유체는 압축 할 수 없으며 점도가 없습니다. 다시 말해, 일정한 밀도를 가지며 층간에 내부 마찰이 없습니다. 이상적인 유체는 난기류없이 흐릅니다. 실제 유체는 점도와 압축성이있는 유체입니다. 이상적인 유체는 상상력입니다 - 모든 실제 유체는 실제 유체입니다.

유체의 예

이름을 지정할 수있는 액체, 가스 또는 플라즈마는 유체의 예입니다. 고체로 보이는 일부 재료도 유체입니다.

물
공기
혈액
여보
우유
오일
샴푸
수은
가솔린
커피
헬륨
Quicksand
oobleck
마요네즈

유체의 특성

유체는 두 가지 주요 특성을 나타냅니다.

유체가 흐르고 용기의 모양을 취합니다. 컨테이너의 부피를 반드시 채우는 것은 아닙니다.
유체는 영구 변형에 저항합니다. 물을 찌르거나 공기를 방해한다면, 그것을 넣은 곳에 머물지 않습니다.

유체 유형

유체를 분류하는 두 가지 방법은 점도와 압축성에 의한 것입니다.

뉴턴 유체 - Newtonian 유체는 Newton의 점도 법칙에 순종하는 유체입니다. 스트레스가 균주에 직접 비례하는 점성 유체입니다. 가장 친숙한 액체와 가스는 뉴턴 유체입니다.
비 뉴턴 유체 -뉴턴이 아닌 유체는 뉴턴의 점도 법칙에 순종하지 않습니다. 스트레스는 변형에 직접 비례하지 않으므로 점도는 일정하지 않습니다. 비 뉴턴 유체의 예로는 oobleck, 케첩 및 요거트가 있습니다. 이 유체에 힘이나 스트레스를 적용하면 점도가 바뀝니다.
압축성 유체 - 압축성 유체는 압력에 따른 부피 감소 또는 밀도 변화를 경험하는 유체입니다. 가스와 혈장은 압축성 유체입니다.
압축성 유체 - 압축 할 수없는 유체는 압력 또는 유속의 변화에 따라 부피를 변화시키지 않습니다. 대부분의 경우 기름과 물과 같은 액체는 압축성이없는 유체입니다. 그러나 그들은 완벽하게 압축 할 수 없습니다. 충분한 압력 하에서 실제 액체는 약간 압축됩니다.

슈퍼 플루이드

초 유체는 점도가 제로가있는 특수 유형의 유체이므로 흐를 때 운동 에너지가 손실되지 않습니다. 흥미로운 결과는 슈퍼 플루드가 컨테이너 벽을 올라 가거나 "크리프"한다는 것입니다. 액체 헬륨 -3 및 헬륨 -4는 슈퍼 플루드의 예이다. 일부 Bose-einstein 응축수 및 초음파 원자 가스는 초 유성을 나타냅니다.

Quiz 자신

유체가 무엇인지 이해한다고 생각하십니까? 다음 중 유체의 정의는 무엇입니까? 유체는…

입니다

용기의 부피를 채우는 물질
물질의 액체 상태의 재료.
압력이 작용하기 때문에 흐르는 문제.
정상적인 응력 하에서 변형되는 문제.
전단 또는 접선 응력 하에서 지속적으로 변형되는 물질.

처음 네 가지 정의가 잘못되었습니다.

먼저, 유체가 항상 용기를 채우지는 않습니다. 물은 유체이지만 물 한 잔을 양동이에 붓는다면 용기를 채우도록 확장되지 않습니다.
액체만이 유일한 유체는 아닙니다. 가스, 혈장 및 일부 고형물은 유체입니다.
압력 (정상 힘)이 반드시 유체가 흐르는 힘은 아닙니다. 예를 들어, 우주 정거장에 대기압에 노출 된 물 공이 있으면 거기에 있습니다.
일부 유체는 정상적인 응력 하에서 변형되지만 일부는 그렇지 않습니다. 가스는 정상 응력 하에서 변형됩니다. 액체는 일반적으로 그렇지 않습니다.

최종 정의는 올바른 정의입니다. 유체는 전단 응력 하에서 지속적으로 변형됩니다. 핵심 요점은 변형이 연속적이며 적용된 응력이 접선 또는 전단이라는 것입니다.

참조

Berdyugin, A.I.; Xu, S. G. (2019-04-12). f. "그래 핀 전자 유체의 홀 점도 측정". 과학 . 364 (6436) :162–165. doi :10.1126/science.aau0685
Khalatnikov, Isaac M. (2018). 초강성 이론에 대한 소개 . CRC 프레스. ISBN 978-0-42-997144-0.
Thayer, Ann (2000). “그게 뭐야? 바보 퍼티 ". c &en (화학 및 엔지니어링 뉴스) . 미국 화학 학회. 78 (48) :27.
White, Frank M. (2011). 유체 역학 (7th ed.). 맥그로 힐. ISBN 978-07-352934-9.