Klíčový rozdíl mezi stlačitelnými a nestlačitelnými tekutinami je ten, že stlačitelné tekutiny se vyskytují ve skutečnosti, zatímco nestlačitelné tekutiny jsou konceptem vyvinutým pro snadné výpočty.
Tekutiny jsou buď plyny, nebo kapaliny, které mají tvar nádoby. V dynamice tekutin je stlačitelnost tekutiny velmi důležitým faktorem. V přírodě jsou všechny tekutiny stlačitelné, ale pro naše pohodlí při studiu definujeme nestlačitelné tekutiny. Koncepty stlačitelných a nestlačitelných tekutin hrají hlavní roli v oborech, jako je dynamika tekutin, statika tekutin, letectví a mnoho dalších oborů. Proto je nezbytné správně porozumět konceptům stlačitelnosti tekutin, abychom těmto polím porozuměli.
Co jsou stlačitelné tekutiny?
Každá tekutina, se kterou se v každodenním životě setkáváme, je stlačitelná. Abychom pochopili, co jsou stlačitelné tekutiny, musíme nejprve pochopit, co je stlačitelnost. Stlačitelnost tekutiny je zmenšení objemu tekutiny v důsledku vnějších tlaků, které na ni působí. Naopak stlačitelná tekutina zmenší svůj objem za přítomnosti vnějšího tlaku. Proto můžeme kvantitativní měření stlačitelnosti brát jako relativní změnu objemu kapaliny v reakci na změnu tlaku.
Symbol stlačitelnosti je β nebo κ. Můžeme tedy definovat stlačitelnost matematicky jako
κ=(-1/v) ∂V/∂p, kde V je objem ap je tlak.
Ve skutečnosti je každý plyn vysoce stlačitelný, ale kapaliny vysoce stlačitelné nejsou. Proto můžeme definovat stlačitelnost ve dvou formách; adiabatická a izotermická stlačitelnost.
Obrázek 01: Lahve na LPG obsahují stlačené plyny
Adiabatická stlačitelnost popisuje stlačitelnost systému, když je teplota systému konstantní. Můžeme ji označit βV Zatímco izotermická stlačitelnost se týká stlačitelnosti měřené bez přenosu energie mezi systémem a okolím. Můžeme jej označit βS Protože adiabatický proces je také izoentropický, je tento proces procesem konstantní entropie.
Co jsou nestlačitelné tekutiny?
Nestlačitelné tekutiny jsou hypotetický typ tekutin, který vědci zavedli pro usnadnění výpočtů. Nestlačitelná tekutina je tekutina, která nemění objem tekutiny vlivem vnějšího tlaku. Většina základních výpočtů, které provádíme v dynamice tekutin, závisí na předpokladu, že tekutina je nestlačitelná.
Aproximace nestlačitelnosti je přijatelná pro většinu kapalin, protože jejich stlačitelnost je velmi nízká. Stlačitelnost plynů je však vysoká, proto nemůžeme plyny aproximovat jako nestlačitelné tekutiny. Stlačitelnost nestlačitelné tekutiny je vždy nulová.
Jaký je rozdíl mezi stlačitelnými a nestlačitelnými tekutinami?
Stlačitelné tekutiny se ve skutečnosti vyskytují. Ve skutečnosti jsou všechny tekutiny nalezené v přírodě stlačitelné. Nestlačitelné tekutiny jsou konceptem, který vědci vyvinuli pro snadné výpočty. Toto je tedy klíčový rozdíl mezi stlačitelnými a nestlačitelnými tekutinami. V souladu s tím je významný rozdíl mezi stlačitelnými a nestlačitelnými tekutinami v tom, že objem stlačitelných tekutin se snižuje, když působíme vnějším tlakem, ale objem nestlačitelných tekutin zůstává konstantní. Kromě toho jsou výpočty dynamiky tekutin pro nestlačitelné tekutiny velmi snadné ve srovnání s výpočty zahrnujícími stlačitelné tekutiny.
Shrnutí – stlačitelné vs. nestlačitelné tekutiny
Tekutina je buď plyn, nebo kapalina. Tekutiny můžeme rozdělit do dvou širokých skupin jako stlačitelné a nestlačitelné tekutiny v závislosti na jejich schopnosti podstoupit kompresi. Neexistují však žádné takové tekutiny, které by neprošly kompresí. Koncept nestlačitelných tekutin je tedy hypotetický. Klíčový rozdíl mezi stlačitelnými a nestlačitelnými tekutinami je v tom, že stlačitelné tekutiny se vyskytují ve skutečnosti, zatímco nestlačitelné tekutiny jsou konceptem vyvinutým pro snadné výpočty.
