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  • 1 # 飛賊克斯和康德馬特

    所謂流體,可從字面上理解為流動的物體,也可從形象上理解為沒有固定形狀的物體。給你一個流體,你可以塑造成任何形狀,但這些形狀實際上都是不穩定的。從微觀角度來說,組成流體的微觀粒子之間的相互作用非常之微弱,比如分子之間的範德瓦爾斯作用,它要比固體中的離子鍵、共價鍵、金屬鍵之類的相互作用要弱的多,正是如此,分子之間的束縛就很小,於是它們之間的距離就很容易因外界擾動而改變,表現到宏觀上,就是流體可以輕鬆擁有任意形狀。

    人們最早從物理學角度全面認識流體,是從伯努利開始。1738年,伯努利的《流體動力學》出版,建立了描述流體定常流動的伯努利方程。他設想氣體的壓力是由於氣體分子與器壁碰撞的結果,結果匯出了玻意耳定律。伯努利方程實質內涵就是說明流體在重力場中流動時能量守恆,一個簡單的推論就是:流速高處壓力低,流速低處壓力高。生動的例子在中國科技館都可以看到:從一個圓錐形的容器頂端往下吹氣,你放一個氣球進去,氣球並不是順著氣流往下掉而是相反往上爬的;一個注滿水的V形玻璃管兩邊分別放一個木球和一個空心鐵球,靜止時木球浮在水面而鐵球沉在水底,當V形管旋轉起來並達到一定速度時,鐵球會浮上來而木球反而沉下水面去了。實際上,飛機快速飛上天空,噴霧器和汽缸發動機原理、足球中香蕉球和乒乓球中旋轉球等問題,都可以用伯努利方程來解釋。

    生活中最常見也是最特殊的流體當屬水。水覆蓋了地球的絕大部表面,水孕育了地球上的一切生命,水也維持著地球上的一切生命。說水特殊是因為水作為流體,水分子之間出了範德瓦爾斯相互作用,還有一種更特殊的相互作用——氫鍵,也即水分子因為電荷極化造成分子和分子之間還存在一種更強一點的電磁相互作用。正是如此,水結成冰後才體積變大,使得冰浮在水錶面而不是沉積在下面,否則地球上大部分的魚在冬天都死翹翹了,整個生態系統都可能為此崩潰。氫鍵的存在也使得水的結晶態——冰有各種非常漂亮的形狀,至今人們也沒有弄清楚水有多少種相變。

    除了水之外,生活中的流體還有空氣,確切地說是各種氣體。大氣和水的共同相互作用,使得我們這個世界有風雨雷霧霜雪等等複雜的氣候。正是因為空氣可以隨處流動,“沒有不透風的牆”,才讓世界的每一個角落都充滿生機。全球大氣迴圈帶來的季風,就是地球的“呼吸機”。而大洋中水的迴圈則構成了洋流,為冰冷的兩極輸去了溫暖。地球內部的熔岩也在不斷地流動,這形成了地磁場——有效地遮蔽了宇宙中大量的高能輻射,為地球撐起了一把保護傘。正是這些流體的存在,使得地球成為人類的美好家園。流體沒有固定形狀,用科學的話來說就是存在許多亞穩態甚至非平衡態,不穩定是流體的典型特徵。水流的不穩定會有踹流的出現,小河裡的小渦旋就是個例子。

    在宇觀尺度下也可以把宇宙裡的物質看作流體。這是因為它們相隔距離一般都很遠,從某些意義上說,它們之間的相互作用主要是引力相互作用——這是一種非常弱的相互作用。現代宇宙學發現了一種更為玄妙的流體——暗能量,它佔據了宇宙的73%左右的質量,是我們宇宙的重要組成部分。但暗能量究竟是什麼東西,人們還在雲裡霧裡。這個暗能量最匪夷所思的特徵就是它具有負壓強。一般來說,我們常見的流體都是體積越小壓強越大的,或者說體積越大壓強越小的。但是暗能量不同,它是體積越大壓強越大!正是由於大量暗能量的存在,才使得我們的宇宙在加速膨脹,越變越大!

  • 2 # 自然科學理論研究者

    要了解流體就必須知道“液體”究竟是什麼樣一種結構方式?

    從力學角度分析:

    從力學角度來說,就是較活躍“原子”物質能夠在常溫、常壓下,達到內外平衡受力狀態的最佳大小結構體——水滴、油滴等 也就是說,在對應環境中(常溫、常壓)物質、元素的最佳形態,反映出來這個環境中的常規“熵值數”和“物質間的相互作用力大小,簡單說就是這兩個數值與對應液態物體的內外平衡受力、熵值是相等的。

    換句話說就是所有存在“液態物質的星球”其內部一定區域範圍內的內外壓差一定等於對應元素、物質的內外受力平衡數值。而這種液態物質的種類取決於星球內部的整體平衡物質間的相互作用力大小數值——“水、油”、“岩漿”等等 換句話說,就是元素物質在這種狀態下的最大約束力,決定了“水滴、油滴”等液態一滴(整體)的大小。從而形成聚集、匯合成“液體、流體——玻璃珠聚合灑落現象。這時候的“水滴、油滴等”其實就相當於聚集起來的玻璃球。只不過他們自身的“約束力”向外延伸了一些,無法產生足夠的約束力來增大自身體積,卻從而成為了他們另一項能力——微弱的(相互作用力)漲力!

    從細微角度觀察,你就會發現,這類液體“水滴”在達到自身受力平衡狀態時,它們之間的形成的“介質物質牆屏障”在有“水滴相近的情況下,是共用的一部分“介質物質牆屏障”,所以才有粘連、漲力效應。但是由於元素、物質的結構不同,同樣是液體的這種粘連、漲力效應是不同的! ……

    【註明:沒有前面我提出理論思路的底子,有可能看不懂,無法理解這篇文章。所以真想了解可以去檢視我以前的論述文章,補底,否則只能瞭解大意。無法明其原理與受力變化過程!】

    2018、5、6

  • 3 # 地理愛好者

    流體是與固體相對應的一種物質形態,是液體和氣體的總稱,流體的特點之一就是壓縮性,液體和氣體相比,壓縮性較小。流體和固體相比,可以很容易使自身的形狀適應容器的形狀,比如可以把水裝進瓶子中、各種容器中。

    根據流體粘性的差別,可將流體分為兩大類:理想流體和實際流體

    自然界中中存在的流體都具有粘性,統稱為粘性流體或實際流體。

    而沒有粘性的流體只存在在假想中,稱為理想流體。

    簡單回答,祝好!

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