巖土基礎(chǔ)知識(shí)(二)輔導(dǎo):流體的主要物理性質(zhì)(一)

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流體力學(xué)-流體的物理性質(zhì)及流體靜力學(xué)
    【內(nèi)容提要】流體的主要物理性質(zhì):連續(xù)介質(zhì),理想流體,流體密度、密度,粘性,牛頓內(nèi)摩擦定律,可壓縮流體。流體靜壓強(qiáng)基本特性,重力作用下的壓強(qiáng)基本方程,等壓面原理,壓強(qiáng)量測(cè),絕對(duì)、相對(duì)壓強(qiáng),真空度,流體作用在平面和曲面上的總壓力計(jì)算。
    【重點(diǎn)、難點(diǎn)】流體的粘度和運(yùn)動(dòng)粘度,作用在流體上的力:質(zhì)量力和表面力;流體的靜壓強(qiáng),靜止流體作用在平面上,曲面上的總壓力。
    【內(nèi)容講解】
    流體的主要物理性質(zhì)
    1、流體和連續(xù)介質(zhì)模型
    流體包括液體和氣體。液體的體積有一定的大小并可以形成自由表面;氣體則沒(méi)有固定的體積,能充滿整個(gè)容器。兩者都幾乎不能承受拉力;在靜止?fàn)顟B(tài)下不能承受任何微小的剪切力,在剪切力作用下將產(chǎn)生連續(xù)的變形。承受壓力時(shí),液體不容易被壓縮;氣體則容易被壓縮。
    液體和氣體都是由分子組成的。這些分子不斷地作無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),分子之間又存在著空隙。因此,從微觀的角度看,對(duì)流體的物理量的描述在時(shí)間上的分布是不連續(xù)的,在空間上的分布也是不連續(xù)的。工程問(wèn)題中,任何一個(gè)宏觀體積所包含的分子數(shù)目都是非常多的,而我們所感興趣的流體的宏觀特性就變成了所包含的大量分子的統(tǒng)計(jì)平均特性。因此,我們所討論的流體并不以分子作為對(duì)象而是以一個(gè)引進(jìn)的連續(xù)介質(zhì)模型進(jìn)行研究:
    認(rèn)為流體是由連續(xù)分布的流體質(zhì)點(diǎn)所組成的?;蛘哒f(shuō)流體質(zhì)點(diǎn)完全充滿所占空間,沒(méi)有空隙存在。描述流體運(yùn)動(dòng)的宏觀物理量,如密度、速度、壓強(qiáng)、溫度等等都可以表示為空間和時(shí)間的連續(xù)函數(shù),這樣,就可以充分利用連續(xù)區(qū)數(shù)來(lái)對(duì)流體進(jìn)行研究,不必考慮其微觀的分子運(yùn)動(dòng),只研究流體的宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。