液体的主要物理性质
流体主要物性 PPT
0.0731 o E
0.0631 oE
(cm2
/
s)
0E 无单位,当其>2时,用上式将恩氏粘度0E 直接转换为运动粘度
例：汽缸内壁的直径D=12cm，活塞的直径d=11.96cm，活塞长度 L=14cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油的μ =0.1Pa·s。
求作用在活塞上的粘性力。
解： T A dv
粘度
液体
气体
掌握两种粘度的单
位计量方式(P6)
o
温气度 体
4)粘度的测量方法
法1: 用粘度计直接测量得出：(绝对粘度 , )
毛细管粘度计、旋转粘度计
法2: 用恩氏粘度计测出相对粘度(恩氏粘度 0E ),
然后用经验公式转换为运动粘度.
恩氏粘度计测定
o E t1 t2
200ml被测液体从恩氏粘度计流出的时间 200ml，20度的纯水从恩氏粘度计流出的时间50s
t
1 V
V T
(oC 1)
• 注意：
• (a)严格地说，不存在完全不可压缩的流体。 • (b)一般情况下的液体都可视为不可压缩流体
（发生水击时除外）。 • (c)对于气体，当所受压强变化相对较小时，
可视为不可压缩流体。 • (d)管路中压降较大时，应作为可压缩流体。
5.流体的粘滞性
1)粘性：在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随
• 直线惯性力： I ma
• 离心惯性力： R m 2r
• 这三种力都与液体质量m成正比，且都作用在质点 中心上，因而称为质量力
二、表面力（近程力）（接触力）
• 表面力指作用于流体的表面上，并与受作用的流 体表面积成正比。
水的物理性质有哪些
水的物理性质有哪些？
水的物理性质是指不需要通过化学变化表现出来的性质，包括以下几个方面：
1. 状态：水在常温下通常呈液态，但在低温下会结冰，在高温下会蒸发成水蒸气。
2. 颜色和透明度：水是无色、透明的液体。
3. 密度和比热：水的密度比大多数液体要大，比热也比大多数液体要高，这意味着水需要更多的能量才能被加热，并且相同质量的水和其它物质相比，可以吸收更多的热量。
4. 表面张力：水的表面张力很大，这使得水可以形成小水滴和表面波。
5. 导电性：纯水是不导电的，但水中含有电解质时，它可以导电。
6. 折射率：水的折射率比空气高，这意味着光在水中传播的速度比在空气中的速度慢。
7. 粘度：水的粘度比空气大，但比大多数液体要小。
这些物理性质使得水在自然界和人类生活中具有重要的作用，例如在工业和生活中用作溶剂和传热介质，以及在自然界中形成水循环和生态系统等。
液体实验探究的原理有哪些
液体实验探究的原理有哪些液体实验探究是科学实验中一种常见的实验方法，通过对液体的性质、行为和相互作用等进行观察和研究，来揭示液体的规律和原理。
液体实验探究的原理可以从多个方面来进行解析和介绍，包括液体的物理性质、化学反应、相变、流动性以及液体的分层等等。
1. 液体的物理性质：液体的物理性质包括密度、表面张力、黏度等。
这些性质是液体独有的，通过实验探究可以研究液体的这些性质以及其与温度、压力等因素的关系。
例如，可以通过测量液体的密度来了解液体的组成成分以及纯度；通过测量液体表面张力来研究液体中分子间的相互作用；通过测量液体的黏度可以了解液体的稠度和内部分子间的摩擦力等。
2. 液体的化学反应：液体可以发生各种化学反应，如酸碱中和、氧化还原、酶促反应等。
液体实验探究可以通过控制实验条件、调整反应物浓度、改变温度等途径，来研究液体的反应速率、反应产物、反应机理等。
例如，可以在一定条件下进行酸碱中和反应，通过指示剂的变色来观察反应的终点，从而了解液体反应的特点；可以通过改变反应温度来研究液体反应的速率与温度的关系。
3. 液体的相变：相变是液体与固体或气体之间转变的过程，包括液化、汽化、凝固等。
液体实验探究可以通过改变温度、压力等条件来研究液体的相变规律和影响因素。
例如，可以通过调整温度逐渐加热液体，观察并记录液体沸腾时的温度变化，得到液体的沸点；可以通过降低温度逐渐冷却液体，观察并记录液体凝固时的温度变化，得到液体的凝固点。
4. 液体的流动性：液体具有流动性，通常为粘性流动。
液体实验探究可以研究液体的流动性质、黏度以及流体力学等相关原理。
例如，可以通过倒水实验来观察液体的流动行为，了解液体的流动速度和流动性质；可以通过使用流速计来测量液体的流速和流量，并计算黏度等参数。
5. 液体的分层：液体实验探究也可以研究液体分层的原理。
例如，可以通过在容器中加入不同密度的液体，如油和水，观察它们的分层现象；可以通过加入表面活性剂等物质来打破液体的分层，研究表面活性剂对液体分层的影响。
液体的主要物理性质
液体的主要物理性质自然界的物质一般有三种形式，即固体、液体和气体。
液体和气体统称为流体。
固体分子的间距很小，内聚力很大，所以它能保持固定的形状和体积，承受一定的拉力、压力和剪切力。
流体则不同，由于流体分子间距较大，内聚力较小，几乎不能承受拉力，所以流体不能保持固定的形状。
液体与气体相比，液体分子间的距离比气体小，内聚力比气体大得多，所以能保持一定的体积。
气体没有固定的形状，也没有一定的体积，极易膨胀和压缩，液体的压缩性很小，气体和液体的主要区别在于它们的可压缩程度不同。
因此，液体是易流动的、不易被压缩的。
液体运动状态的改变，一方面是受外力作用的结果，另一方面取决于液体自身的物理性质。
所以，我们在研究液体的机械运动规律之前，应首先了解液体的物理特性。
1.1 液体的主要物理性质 1.1.1液体的密度和容重单位体积液体的质量称为液体的密度，以符号ρ表示，单位是kg/m 3或g/cm 3。
它的通用微分表达式为：0(,,,)limV m dmx y z t V dVρρ∆→∆===∆ (1-1) 式中 x,y,z ——液体所在的空间位置坐标；t ——时间； m ——液体质量； V ——液体体积。
对于质量均匀分布的均质液体，其表达式可写成：mVρ=(1-2) 单位体积液体的重量称为容重，也称重度或重率，以符号γ表示，单位是N/m 3或kN/m 3。
它的通用微分表达式为：0(,,,)lim V G dGx y z t V dVγγ∆→∆===∆ (1-3) 对均质液体，其表达式为： G mg g V Vγρ=== (1-4) 式（1-4）表明了液体的容重γ与液体的密度ρ和液体所处位置的重力加速度g 有关。
g一般作为常数，取9.8m/s 2。
因为液体的体积随着温度和压强的变化而变化，故其密度和容重也将随之发生变化，但变化很小，如表1-1所示。
通常将水的密度和容重视为常数。
在一个标准大气压、温度为4℃的条件下，水的密度为1000 kg/m 3或1g/cm 3，容重为9800 N/m 3或9.8 kN/m 3。
水力学主要知识点.
水力学主要知识点（水工专业2008）绪 论（一）液体的主要物理性质 1．惯性与重力特性2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因. 描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律 :注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动 3．可压缩性。
在研究水击时需要考虑4．表面张力特性。
进行模型试验时需要考虑水力学的两个基本假设：(二)连续介质和理想液体假设1.连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量. 2．理想液体：忽略粘滞性的液体 （三）作用在液体上的两类作用力第1章水静力学水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。
通过静水压强和静水总压力的计算，可以求作用在建筑物上的静水荷载。
(一) 静水压强：主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法. 1．静水压强的两个特性：（1）静水压强的方向垂直且指向受压面（2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关，2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面.(它是静水压强计算和测量的依据）3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式）p=p 0+g ρh 或其中 z —位置水头，p/g ρ—压强水头 （z+p/g ρ）—测压管水头请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。
4．压强的三种表示方法：绝对压强p ′，相对压强p ， 真空度p v , 它们之间的关系为：p= p ′-p a p v =│p │（当p ＜0时p v 存在）相对压强:p=g ρh,可以是正值，也可以是负值。
要求掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念和它们之间的转换关系。
c gpz =+ρd y d u μτ=计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面和曲面两类。
根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都可以用解析法进行计算。
流体的物理性质与特征
流体的物理性质与特征流体是一种特殊的物质状态，具有独特的物理性质和特征。
在物理学中，流体被分为液体和气体两种类型。
液体是一种具有体积和形状的物质，而气体是具有可压缩性和无固定形状的物质。
下面将介绍流体的物理性质和特征，并探讨其对日常生活和工程实践的重要性。
一、流体的流动性流体的流动性是指流体在外力作用下能够发生流动的性质。
液体和气体都具有流动性，但其流动方式存在差异。
液体主要通过分子间的滑动实现流动，而气体则通过分子间的扩散和碰撞实现流动。
流体的流动性使它们具有传输物质、能量和动量等作用的功能，例如水流可以输送能量，并驱动水力发电机。
二、流体的不可压缩性在正常情况下，液体具有极高的不可压缩性，而气体则具有可压缩性。
液体因其分子间距离较小，分子排列较为紧密，所以即使受到外力压缩，其体积变化很小。
而气体的分子间距离较大，分子排列较松散，受到外力压缩时能够显著改变体积。
不可压缩性是液体在液压系统中起到传递压力的关键特性。
三、流体的黏性黏性是流体的一种性质，指流体在流动时表现出的内摩擦阻力。
液体具有较高的黏性，当外力作用于液体时，其分子之间会产生黏滞阻力，使得液体的流动速度受到一定的限制。
相比之下，气体的黏性较低，在流动过程中流体分子的摩擦相对较小，流动速度较高。
黏性对流体的流动条件和流体的运动状态具有重要影响，例如阻力的大小和血液在血管中的流动。
四、流体的密度和压强流体的密度和压强是流体物理性质的重要描述参数。
密度是指单位体积流体的质量，一般用ρ表示。
压强是指单位面积上受到的力的大小，一般用P表示。
密度和压强的概念在流体力学和流体静力学等领域具有广泛应用，例如在航空航天、水利工程和油田开发中对流体行为的研究和分析。
五、流体的表面张力表面张力是液体表面上的分子之间由于作用力不同而引起的张力。
液体分子内部相互吸引，而在表面上只有周围的分子参与相互作用，所以液体表面的分子会受到较大的内聚力，形成一个类似薄膜的结构，使液体呈现出表面张力的特征。
水力学 主要知识点
Px
第2章 液体运动的流束理论 1. 流线的特点:反映液体运动趋势的图线
流线的特征:流线不能相交；恒定流流线形状位置不变；恒定流 迹 线和流线重合。
2 .流动的分类:
液
非恒定流 均匀流
流 恒定流
非均匀流 渐变流
急变流 在均匀流和渐变流过水断面上，压强分布满足： z p c
hf
l 2
d 2g
达西公式
圆管
hf
l 2
4R 2g
λ—沿程水头损失系数
R—水力半径 R A 圆管 R d
局部水头损失
4
ζ—局部水头损失系数
hj
V2 2g
从沿程水头损失的达西公式可以知道，要计算沿程水头损失，
关键在于确定沿程水头损失系数λ。而λ值的确定与水流的
流态和边界的粗糙程度密切相关。
图解法：大小：P=Ωb, Ω--静水压强分布图面积
方向：垂直并指向受压平面 作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。
静水压强分布图是根据静水压强与水深成正比关系绘制的，只要用比例 线段分别画出平面上两点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水 压强分布图 解析法：大小：P=pcA, pc—形心处压强
g （二）液体运动基本方程
1.恒定总流连续方程
v 1A1= v 2A2
,
v2 A1 v1 A2
Q=vA
利用连续方程，已知流量可以求断面平均流速，或者通过两断面间
的几何关系求断面平均流速。
2.恒定总流能量方程
z1
p1g 1v12来自2gz2
p2
g
2v22
2g
hw
hw
常见固体液体和气体的性质与区别
常见固体液体和气体的性质与区别固体、液体和气体是物质的三种基本状态，它们在物理性质和分子运动方面有着显著的差异。
本文将讨论常见固体、液体和气体的性质与区别。
1. 固体的性质与特点固体是一种具有固定形状和体积的物质状态。
固体的分子间距较近，分子之间通过强而稳定的化学键连接在一起。
固体具有以下特点：1.1 硬度和稳定性：固体的粒子排列有序，使得固体具有较高的硬度和稳定性。
这使得固体在力的作用下变形较小。
1.2 熔点和沸点：固体具有较高的熔点和沸点，需要在加热的条件下才能转化为液体或气体状态。
1.3 不可压缩性：固体的分子之间距离相对较小，不易被压缩或改变体积。
1.4 定形性：固体具有固定的形状，不会自由流动。
2. 液体的性质与特点液体是一种具有固定体积但没有固定形状的物质状态。
液体的分子间距较固体较大，分子间通过较弱的吸引力相互作用。
液体具有以下特点：2.1 不可压缩性：液体的分子之间仍然较为接近，不易被压缩，并且改变其体积。
2.2 自由流动性：液体的粒子能够自由的流动，具有流动性。
2.3 表面张力：液体有一定的表面张力，使液体在特定条件下能够形成水滴等形状。
2.4 蒸发和沸点：液体在一定温度下会蒸发，温度达到一定程度时会沸腾转化为气体。
3. 气体的性质与特点气体是一种没有固定形状和体积的物质状态。
气体的分子间距较大，分子之间以非常弱的引力作用。
气体具有以下特点：3.1 压缩性：气体分子之间的距离较远，可以通过增加外部压力将气体压缩成较小体积。
3.2 自由扩散性：气体分子随机运动，并能自由地扩散至空间内。
3.3 形状和体积的可变性：气体没有固定的形状和体积，会根据容器的形状和大小自由变化。
3.4 熔点和沸点：气体具有较低的熔点和沸点，在常温常压下可以蒸发或凝结。
固体、液体和气体的区别：1. 分子间距：固体分子之间距离最近，气体分子之间距离最远，液体位于中间。
2. 分子运动：固体分子只有微小振动，液体分子具有相对较大的运动，气体分子具有高速运动。
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20 40 60 80 100
t/(°)
水的重度（标准大气压下） 随温度变化
表0-1 几种常见的液体的重度（标准大气压下）
液体名称
汽油
纯酒精 蒸馏水 海水 水银
重度（N·m-3） 6664～7350
测定温度（°）
15
7778.3 15
9800 9996～10084 133280
4150水的 Nhomakorabea数式中，g 为加速度。
不同液体重度是不同的 γ ＝ f (p,t) = f ( 压强，温度） 但随压强和温度的变化甚微，一般工程上视为常数。
取一个标准大气压下的温度为4°c蒸馏水计算，则 γ ＝ 9800（N·m-3 ）＝9.8（kN·m-3）
γ／N.m -3
9900 9800 9700 9600 9500 9400 9300
物质
固体 流体
液体 气体
物质
固体
• 固定形状和体积 内部存在拉力、压力和剪力
液体 气体
• 不能保持固定形状 不能承受拉力，微弱剪力作用 下，流体发生变形和流动
物质
固体 液体 压缩和膨胀性小
气体
可压缩和膨胀 (但低速空气流动（40～50m/s） 气体可视为不可压缩)
1.1.2 连续介质的概念
液体由分子组成，分子之间存在空隙，介质不连续
dy
故 d du
dt dy
相邻液层之间所产生的切应力与剪切变形速度成正比
du d
dy dt
u
δ
A
B
τBA uBA
A τAB uAB
B
平板缝隙中的润滑油流动
两个相邻微元液层受力分析
1．粘滞性：
当液体质点（液层）间存在相对运动时 液体质点（液层）间产生
内摩擦力抵抗其相对运动（液体连续变形） 或 液体在相对运动状态下抵抗剪切变形的能力 这种性质称液体粘滞性，此内摩擦力称为粘滞力
因： 液体质点（液层）间存在相对运动（快慢）
du
dy
uBA u+du
dy
2．牛顿u内摩擦定律
u
du
dy
牛顿内摩擦定律
式中，μ为液体的动力粘滞系数
δ
du dy
为流速梯度，y 为垂直于流速方向
τ为切应力，方向与作用面平行
与相对运动方向相反
流速分布曲线
切应力方向判断
u+du u
u+du τ
τ u
τ
适用条件：牛顿流体（Newtonian fluid）
连续介质的概念 由瑞士学者欧拉（Euler）1753年首先建立，
这一假定在流体力学发展上起到了巨大作用。
如果液体视为连续介质，则液体中一切物理量（如 速度、压强和密度等）可视为
空间（液体所占据空间）坐标和时间的连续函数。 研究液体运动时，可利用连续函数分析方法。
研究液体运动时，可利用连续函数分析方法
泥浆，血液等
尼龙，橡胶的溶液
生面团，浓淀粉等
μ
1
τ0
图 牛顿流体的适用条件
du/dy
从另一个角度分析流速梯度
固体的变形
液体的变形
证明: 液体的流速梯度即为液体的剪切变形速度
y
u+du
dy
u
dθ dy
dudt
τ
u
图 微元水体运动的示意
dtand()dudt
dy
故 d du
dt dy
dtand()dudt
0.68～0.75 0.7937
1
1.02～1.029 13.6
1.1 液体的基本性质及连续介质的概念 1.2 液体的密度和容重 1.3 液体的粘滞性 1.4 液体的压缩性和膨胀性 1.5 液体的表面张力 1.6 液体的相变 1.7 作用于液体上的力
1.3 液体的粘滞性
从运动的液体中取出两个相邻的液层进行分析
1 液体的主要物理性质
1.1 液体的基本性质及连续介质的概念 1.2 液体的密度和容重 1.3 液体的粘滞性 1.4 液体的压缩性和膨胀性 1.5 液体的表面张力 1.6 液体的相变 1.7 作用于液体上的力
1.1 液体的主要物理性质
1.1.1 液体的基本特征
自然界物质存在三种形式
固体 液体 气体
分子间距相当微小 现代物理学指出，常温下，每立方厘米水中，约含
3×1022个分子，相邻分子间距约3×10－8cm。可见，分 子间距相当微小，在很小体积中，包含难以计数的分子。
3×10－8cm
水力学中，把液体当作连续介质 假设液体是一种连续充满其所占据空间的连续体
水力学所研究的液体是连续介质的连续流动
ρ ＝ f (p,t) = f ( 压强，温度） 但随温度和压强的变化较小 水力学的特殊问题,如水击问题，则视为变数
2 容重（重度） 均质液体： γ G
V
或： γ G＝Mgg
VV
则 γ g
量纲：[γ] ＝[F·L-3] 单位：N·m-3 或 kN·m-3
重力：地球对物体的吸引力称重力，用符号G 表示 G = Mg
特殊问题： 水流掺气 空化水流
液体是不连续的
1.1 液体的主要物理性质
1.1.1 液体的基本特征
• 不能保持固定形状 • 易流性：不能承受拉力，微弱剪力作用下流动 • 压缩和膨胀性小
1.1.2 连续介质的概念
液体是一种连续充满其所占据空间的连续体
1.1 液体的基本性质及连续介质的概念 1.2 液体的密度和容重 1.3 液体的粘滞性 1.4 液体的压缩性和膨胀性 1.5 液体的表面张力 1.6 液体的相变 1.7 作用于液体上的力
果：质点间（液层）间存在内摩擦力 （ 1 ）方向 ：与该液层相对运动速度方向相反 （ 2 ）大小 ：由牛顿内摩擦定律决定
2．牛顿内摩擦定律： 根据前人的科学实验研究，
液层接触面上产生的内摩擦力（单位面积上）大小， 与液层之间的流速差成正比， 与两液层距离成反比，同时与液体的性质有关。 试验成果写成表达式为
1.2 液体的密度和容重
1 密度： 单位体积液体所包含的质量，用ρ表示
均质液体：
= M
V
式中，M为液体的质量；V为的体积
对于非均质液体：
= limM
V V0
式中，ΔM为任意微元的液体质量；
ΔV 为任意微元的液体体积。
量纲：
ρ=[ML-3]
单位：
kg·m-3
MV ΔM , ΔV
量纲： 每一个物理量包含量的数值和量的种类 物理量的种类称量纲 用符号[ ] 表示
例如，F = -Ma 则 [F] =[Ma]=[M]·[a]=[M][a]
ρ ＝ f (p, t) = f ( 压强，温度） 但随温度、压强变化较小，水力学中一般视为常数。
用标准大气压下，温度为4（°）时蒸馏水密度计算 ρ ＝ 1000（kg·m-3)
若已知均质液体密度和体积，则该液体质量为
M＝V