Η βασική διαφορά μεταξύ συμπιεστών και ασυμπίεστων ρευστών είναι ότι τα συμπιεστά ρευστά εμφανίζονται στην πραγματικότητα, ενώ τα ασυμπίεστα υγρά είναι μια ιδέα που αναπτύχθηκε για ευκολία στους υπολογισμούς.
Τα υγρά είναι είτε αέρια είτε υγρά που παίρνουν το σχήμα του δοχείου. Στη ρευστοδυναμική, η συμπιεστότητα ενός ρευστού είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας. Στη φύση, όλα τα υγρά είναι συμπιέσιμα, αλλά ορίζουμε ασυμπίεστα υγρά για τη διευκόλυνση της μελέτης μας. Οι έννοιες των συμπιεστών και ασυμπίεστων ρευστών διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε πεδία όπως η ρευστοδυναμική, η στατική ρευστών, η αεροπορία και πολλά άλλα πεδία. Επομένως, είναι ζωτικής σημασίας να κατανοήσουμε σωστά τις έννοιες της συμπιεστότητας των ρευστών προκειμένου να κατανοήσουμε τέτοια πεδία.
Τι είναι τα συμπιεστά υγρά;
Κάθε υγρό που συναντάμε στην καθημερινή μας ζωή είναι συμπιέσιμο. Για να κατανοήσουμε τι είναι συμπιεστά υγρά, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε τι είναι συμπιεστότητα. Η συμπιεστότητα ενός ρευστού είναι η μείωση του όγκου του ρευστού λόγω των εξωτερικών πιέσεων που ασκούνται σε αυτό. Αντίθετα, ένα συμπιέσιμο ρευστό θα μειώσει τον όγκο του παρουσία εξωτερικής πίεσης. Επομένως, μπορούμε να πάρουμε την ποσοτική μέτρηση της συμπιεστότητας ως τη σχετική μεταβολή όγκου του υγρού ως απόκριση για μια αλλαγή πίεσης.
Το σύμβολο για τη συμπιεστότητα είναι β ή κ. Ως εκ τούτου, μπορούμε να ορίσουμε τη συμπιεστότητα μαθηματικά ως
κ=(-1/v) ∂V/∂p, όπου V είναι ο όγκος και p είναι η πίεση.
Στην πραγματικότητα, κάθε αέριο είναι εξαιρετικά συμπιεστό, αλλά τα υγρά δεν είναι πολύ συμπιέσιμα. Επομένως, μπορούμε να ορίσουμε τη συμπιεστότητα με δύο μορφές. αδιαβατική και ισοθερμική συμπιεστότητα.
Εικόνα 01: Οι φιάλες υγραερίου περιέχουν συμπιεσμένα αέρια
Η αδιαβατική συμπιεστότητα περιγράφει τη συμπιεστότητα του συστήματος όταν η θερμοκρασία του συστήματος είναι σταθερή. Μπορούμε να το συμβολίσουμε με βV Ενώ, η ισοθερμική συμπιεστότητα αναφέρεται στη συμπιεστότητα που μετράται χωρίς μεταφορά ενέργειας μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος χώρου. Μπορούμε να τη συμβολίσουμε με βS Επειδή μια αδιαβατική διεργασία είναι επίσης ισεντροπική, αυτή η διαδικασία είναι μια διαδικασία σταθερής εντροπίας.
Τι είναι τα ασυμπίεστα υγρά;
Τα ασυμπίεστα υγρά είναι ένας υποθετικός τύπος ρευστών, τον οποίο εισήγαγαν οι επιστήμονες για τη διευκόλυνση των υπολογισμών. Ασυμπίεστο υγρό είναι ένα ρευστό που δεν αλλάζει τον όγκο του ρευστού λόγω εξωτερικής πίεσης. Οι περισσότεροι από τους βασικούς υπολογισμούς που κάνουμε στη δυναμική των ρευστών εξαρτώνται από την υπόθεση ότι το ρευστό είναι ασυμπίεστο.
Η προσέγγιση της ασυμπίεσης είναι αποδεκτή για τα περισσότερα υγρά καθώς η συμπιεστότητά τους είναι πολύ χαμηλή. Ωστόσο, η συμπιεστότητα των αερίων είναι υψηλή, επομένως δεν μπορούμε να προσεγγίσουμε τα αέρια ως ασυμπίεστα ρευστά. Η συμπιεστότητα ενός ασυμπίεστου ρευστού είναι πάντα μηδέν.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ συμπιεστών και ασυμπίεστων υγρών;
Τα συμπιεστά υγρά εμφανίζονται στην πραγματικότητα. Στην πραγματικότητα, όλα τα υγρά που βρίσκονται στη φύση είναι συμπιέσιμα. Τα ασυμπίεστα υγρά είναι μια έννοια που ανέπτυξαν οι επιστήμονες για την ευκολία των υπολογισμών. Ως εκ τούτου, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ συμπιεστών και ασυμπίεστων ρευστών. Κατά συνέπεια, μια σημαντική διαφορά μεταξύ συμπιεστών και ασυμπίεστων ρευστών είναι ότι ο όγκος των συμπιεστών ρευστών μειώνεται όταν ασκούμε εξωτερική πίεση, αλλά ο όγκος των ασυμπίεστων υγρών παραμένει σταθερός. Επιπλέον, οι δυναμικοί υπολογισμοί για τα ασυμπίεστα ρευστά είναι πολύ εύκολοι σε σύγκριση με τους υπολογισμούς που αφορούν συμπιεστά ρευστά.
Σύνοψη – Συμπιεστά έναντι ασυμπίεστων υγρών
Ένα ρευστό είναι είτε αέριο είτε υγρό. Μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε τα ρευστά σε δύο μεγάλες ομάδες ως συμπιεστά και ασυμπίεστα ρευστά ανάλογα με την ικανότητά τους να υφίστανται συμπίεση. Ωστόσο, δεν υπάρχουν τέτοια υγρά που να μην υφίστανται συμπίεση. Έτσι, η έννοια των ασυμπίεστων ρευστών είναι υποθετική. Η βασική διαφορά μεταξύ συμπιεστών και ασυμπίεστων ρευστών είναι ότι τα συμπιεστά ρευστά εμφανίζονται στην πραγματικότητα, ενώ τα ασυμπίεστα υγρά είναι μια ιδέα που αναπτύχθηκε για ευκολία στους υπολογισμούς.
