第六章 流 體 力 學

　　第一節(jié) 流體的主要物理性質

　　一、流體和連續(xù)介質模型

　　流體力學的研究對象是流體，流體包括液體和氣體。液體的體積有一定的大小并可以形成自由表面;氣體則沒有固定的體積，能充滿整個容器。兩者都幾乎不能承受拉力;在靜止狀態(tài)下不能承受任何微小的剪切力，在剪切力作用下將產生連續(xù)的變形。承受壓力時，液體不容易被壓縮;氣體則容易被壓縮。

　　液體和氣體都是由分子組成的。這些分子不斷地作無規(guī)則的熱運動，分子之間又存在著空隙。因此，從微觀的角度看，對流體的物理量的描述在時間上的分布是不連續(xù)的，在空間上的分布也是不連續(xù)的。但是，標準情況下，在每立方厘米的氣體中約有2.7×1019個分子，在每立方厘米的液體中約有3.3×1022個分子。也就是說，工程問題中，任何一個宏觀體積所包含的分子數(shù)目都是非常多的，而我們所感興趣的流體的宏觀特性就變成了所包含的大量分子的統(tǒng)計平均特性。因此，我們所討論的流體并不以分子作為對象而是以一個引進的連續(xù)介質模型來進行研究：認為流體是由連續(xù)分布的流體質點所組成的。或者說流體質點完全充滿所占空間，沒有空隙存在。這樣，描述流體運動的宏觀物理量，如密度、速度、壓力、溫度等等都可以表示為空間和時間的連續(xù)函數(shù)，就可以充分利用連續(xù)函數(shù)來對流體進行研究，不必考慮其微觀的分子運動，只研究流體的宏觀的機械運動。

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