برخی از مواد به صورت گاز در دمای اتاق وجود دارند، برخی به صورت مایع و برخی دیگر به صورت جامد وجود دارند. همه مواد رفتار متفاوتی دارند. برخی از آنها می توانند به راحتی حرکت کنند، برخی نمی توانند حرکت کنند. برخی از آنها می توانند شکل خود را تغییر دهند، در حالی که برخی دیگر نمی توانند شکل خود را تغییر دهند.
در این درس قصد داریم با موادی آشنا شویم که به راحتی حرکت می کنند و شکل آنها را تغییر می دهند. آنها با هم سیالات نامیده می شوند. بیا یاد بگیریم:
معمولا تصور می شود که مایعات همان مایعات هستند، اما اینطور نیست! سیال حالت یک ماده خاص است در حالی که مایع یکی از حالات ماده است. همه مایعات سیال هستند اما همه مایعات مایع نیستند. برخی از آنها گاز هستند. سیالات همه موادی هستند که می توانند به راحتی حرکت کنند و شکل هایی مانند مایعات، گازها یا پلاسما را تغییر دهند. رایج ترین نمونه های سیالات آب و هوا هستند. نمونه های دیگر مایعات عبارتند از عسل، روغن، اکسیژن، خون و غیره.
چیزی که برای مایعات قابل توجه است این است که آنها به راحتی می توانند شکل خود را تغییر دهند، آنها شکل ظرفی را که در آن ذخیره می شوند به خود می گیرند! ساده، اگر داخل بطری آب بریزیم، آب به شکل بطری در می آید. همچنین، بادکنک هایی مانند هلیوم پر از گاز وجود دارد که در اشکال مختلف، ماشین، گل، ماهی، قلب و موارد دیگر دیده می شود. در اینجا گاز شکل بالون را به خود می گیرد. همه مایعات و گازها می توانند به شکل هر ظرف ممکن، اعم از شیشه، بطری، کاسه یا بادکنک، مطابقت داشته باشند، اما با یک تفاوت مهم. گازها برای پر کردن حجم ظرف منبسط می شوند اما مایعات حجم نسبتاً ثابتی را حفظ می کنند و این احتمال وجود دارد که مایعات لزوماً کل حجم ظرف را پر نکنند. اما یک گاز کل حجم ظرف را اشغال می کند مثلا در یک بادکنک هلیوم گاز هلیوم در سراسر بادکنک پخش می شود.
سیال فاقد استحکام است و نمی تواند در برابر نیرویی که به آن وارد می شود مقاومت کند. پس چه اتفاقی می افتد؟ هنگامی که نیرویی به یک ماده وارد می شود و ماده به موازات آن نیرو از کار می افتد، شکست برشی رخ می دهد. گازها مقاومت برشی ندارند و مایعات نیز اساساً مقاومت برشی ندارند. به جای مقاومت در برابر نیرو، مولکول های گازها و مایعات می خواهند دائماً در اطراف نیروی برشی تغییر شکل دهند.
برخی از خواص سیالات که در مورد آنها بحث خواهیم کرد ، ویسکوزیته، تراکم پذیری، رسانایی و چگالی است.
سیالات بر اساس خواص آنها طبقه بندی می شوند. انواع سیالات عبارتند از:
1. مایع ایده آل
یک سیال ایده آل تراکم ناپذیر است و یک سیال خیالی است که در واقعیت وجود ندارد. همچنین ویسکوزیته ندارد. هیچ سیال ایده آلی در واقعیت وجود ندارد.
2. سیال واقعی
سیالی که حداقل مقداری ویسکوزیته داشته باشد سیال واقعی نامیده می شود. در واقع به تمام سیالات موجود یا موجود در محیط سیال واقعی می گویند. از نمونه های آن می توان به آب، بنزین، هوا و ... اشاره کرد.
3. سیال نیوتنی
سیالی که از قانون ویسکوزیته نیوتن پیروی می کند (بیان می کند که "تنش برشی با گرادیان سرعت نسبت مستقیم دارد" ) به عنوان سیال نیوتنی شناخته می شود. به عنوان مثال می توان به آب، عسل، هوا، الکل و غیره اشاره کرد.
4. سیال غیر نیوتنی
سیالی که از قانون ویسکوزیته نیوتن پیروی نمی کند، سیال غیر نیوتنی است. مایعات غیر نیوتنی سوسپانسیون، ژل و کلوئید هستند.
5. سیال تراکم ناپذیر
هنگامی که چگالی سیال با اعمال نیروی خارجی ثابت می ماند، گفته می شود که سیال تراکم ناپذیر است. هیچ سیال تراکم ناپذیری در واقعیت وجود ندارد. تمام سیالات قابل تراکم هستند، اما میزان فشار مورد نیاز برای فشرده سازی (برای ایجاد تغییر در حجم سیال) به سیال مورد نظر بستگی دارد.
6. سیال فشرده
هنگامی که چگالی سیال با اعمال نیروی خارجی تغییر می کند، سیال تراکم پذیر است. تمام مایعات قابل تراکم هستند. حتی آب نیز قابل تراکم است. با اعمال فشار، چگالی آنها تغییر خواهد کرد. گازها تراکم پذیری بالایی دارند. مولکول های آنها با فواصل طولانی تری از هم جدا می شوند. در مقایسه با مایعات، جایی که مولکول ها به یکدیگر نزدیکتر هستند، گازها تراکم پذیرتر هستند.
حتی در داخل بدن ما نیز مایعاتی وجود دارد. به آنها سیالات بیولوژیکی می گویند.
مایعات بیولوژیکی شامل خون، ادرار، بزاق، مایع بینی، شیر مادر و غیره است.
آب اساس تمام مایعات بدن است و برای عملکرد اندام ها، بافت ها و همچنین سیستم های بدن حیاتی است.
پس چه آموخته ایم؟
