(2.1)--第2讲液体的主要物理性质.pdf

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1、水力学知识点解析水力学知识点解析液体的主要物理性质液体的主要物理性质液体的主要物理性质1.惯性、质量与密度惯 性是指物体具有保持原有运动状态的特性。惯性的大小以质量来度量，质量越大的物体，惯性就越大。当物体受外力作用使运动状态发生改变时，由于液体的惯性引起对外界抵抗的反作用力称为惯性力。若物体的质量为m加速度为a，则惯性力可表示为：F=ma质 量质量是惯性大小的量度。在水力学中采用国际单位制，即长度、质量与时间为基本量，其他变量为导出量，即：LMT量纲系。根据国际单位制的规定，质量单位用kg。密 度是指单位体积液体所含有的质量，液体的密度常以符号 表示，量纲为ML3，常用单位为kg/m3，若以

2、均质液体质量为m，体积为V则该液体的质量为：m=V2.万有引力特性与重力万有引力特性：是指任何物体之间具有吸引力的性质，其吸引力称为万有引力。地球对物体的引力称为重力，或称为重量。在研究液体所受的作用力时，重力是一个很重要的力。一质量为m 的液体，其所受重力的大小为：3.粘滞性与粘滞系数粘滞性即在运动的状态下，流体所产生的抵抗剪切变形的性质。此过程中产生的抵抗力称为粘滞力。根据流体是否具有粘性，可分为：a.实际流体：指具有粘度的流体，在运动时具有抵抗剪切变形的能力，即存在摩擦力，粘性系数0。b.理想流体：是指无粘性（=0）的一种假想流体，在运动时也不能抵抗剪切变形。粘度（1）定义流体的粘度：粘

3、性大小由粘度来量度。流体的粘度是由流动流体的内聚力和分子的动量交换所引起的。（2）分类动力粘度：又称绝对粘度、动力粘度、粘度，是反映流体粘滞性大小的系数，单位：Ns/m运动粘度：又称相对粘度，运动粘性系数。=(m2/s)不同温度水的粘度可根据下式计算：=0.017751+0.0337+0.0002212(cm2/s)（3）粘度的影响因素流体粘度的数值随流体种类不同而不同，并随压强、温度变化而变化。1）流体种类。一般地，相同条件下，液体的粘度大于气体的粘度。2）压强。对常见的流体，如水、气体等，值随压强的变化不 大，一般可忽略不计。3）温度。是影响粘度的主要因素。当温度升高时，液体的粘度减小，气

4、体的粘度增加。a.液体：内聚力是产生粘度的主要因素，当温度升高，分子间距离增大，吸引力减小，因而使剪切变形速度所产生的切应力减小，所以值减小。b.气体：气体分子间距离大，内聚力很小，所以粘度主要是由气体分子运动动量交换的结果所引起的。温度升高，分子运动加快，动量交换频繁，所以值增加。牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律：液体运动时，相邻液层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。即：=（N/m2，Pa）yxdyu+duuoy粘性切应力，是单位面积上的内摩擦力。牛顿流体、非牛顿流体牛顿流体：是指任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体，即遵循牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。非牛顿流体：不符

5、合上述条件的均称为非牛顿流体。1、宾汉型流体：00，n=1,=Const2、假(伪)塑性流体：0=0，n15、理想流体：0=0，=0流体12345宾汉型塑性流体假(伪)塑性流体牛顿流体膨胀性流体理想流体力学推动者牛顿艾萨克 牛顿（1643年1月4日1727年3月31日）爵士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家。1687年发表的论文自然定律里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理，提出牛顿运动定律。孜孜不倦，一丝不苟，锲而不舍，坚持不懈，不屈不挠的精神品质。4.压缩性液体受压后体

6、积要缩小，压力撤除后也能恢复原状，这种性质成为液体的压缩性或弹性。用体积压缩率k或体积模量K来描述其压缩性。体积压缩率k：液体体积的相对压缩值与压强增值之比，即当压强增大一个单位值时，液体体积的相对减小值：=/=/单位：m2/N因为质量m不变，dm=d(V)=dV+Vd=0，所以dVV=d5.表面张力表面张力：液体表面上液体分子由于受两侧分子引力不均衡，使自由表面上液体分子受到极其微小的拉力，这种拉力称为表面张力。表面张力是由液体分子间很大的内聚力引起的。表面张力系数：是指自由液面上单位长度所受到的表面张力。单位为N/m。内聚力：是分子间的相互吸引力。附着力：是指两种不同物质接触部分的相互吸引

7、力。表面张力：液体表面由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。6.浸润与不浸润现象浸润现象在洁净的玻璃上放一滴水，水会慢慢地沿玻璃散开，接触面有扩大趋势，即附着在玻璃板上形成薄层。把一块洁净的玻璃片浸入水中再取出来，玻璃的表面会沾上一层水。这种液体附着在固体表面的现象称为浸润现象。不浸润现象在洁净的玻璃板上放一滴水银，水银是呈现出球形，也就是说，水银与玻璃的接触面具有收缩趋势，它能够滚来滚去而不附着在玻璃板上。把一块洁净的玻璃板浸入水银里再取出来，玻璃上也不附着水银。液体不附着在固体表面的现象称为不浸润现象。液体的气化压强汽化、凝结汽化：是指液体分子逸出液面向空间扩散的过程，即液态变为气态的现象。汽化的逆过程称为凝结。饱和蒸汽压（汽化压强）汽化压强：是指在液体中，汽化和凝结同时存在，当这两个过程达到动态平衡时，即气体分子返回到液体表面的速率与液面上的液体分子散逸到空间的速率相等时，宏观的汽化现象停止，此时的体压强称为汽化压强（或饱和蒸汽压）。7.空化指液体内局部压力降低到低于当地温度条件下汽化压强时，液体汽化产生的气泡将不断膨胀，体积变大，产生空化现象。8.空蚀空化时气泡随水流进入高压处，在高压作用下迅速破灭，伴随气泡溃灭，将对壁面产生极大的冲击力，有可能使壁面被剥蚀破坏的现象。