液体的主要物理性质
流体主要物性 PPT
0.0731 o E
0.0631 oE
(cm2
/
s)
0E 无单位,当其>2时,用上式将恩氏粘度0E 直接转换为运动粘度
例：汽缸内壁的直径D=12cm，活塞的直径d=11.96cm，活塞长度 L=14cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油的μ =0.1Pa·s。
求作用在活塞上的粘性力。
解： T A dv
粘度
液体
气体
掌握两种粘度的单
位计量方式(P6)
o
温气度 体
4)粘度的测量方法
法1: 用粘度计直接测量得出：(绝对粘度 , )
毛细管粘度计、旋转粘度计
法2: 用恩氏粘度计测出相对粘度(恩氏粘度 0E ),
然后用经验公式转换为运动粘度.
恩氏粘度计测定
o E t1 t2
200ml被测液体从恩氏粘度计流出的时间 200ml，20度的纯水从恩氏粘度计流出的时间50s
t
1 V
V T
(oC 1)
• 注意：
• (a)严格地说，不存在完全不可压缩的流体。 • (b)一般情况下的液体都可视为不可压缩流体
（发生水击时除外）。 • (c)对于气体，当所受压强变化相对较小时，
可视为不可压缩流体。 • (d)管路中压降较大时，应作为可压缩流体。
5.流体的粘滞性
1)粘性：在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随
• 直线惯性力： I ma
• 离心惯性力： R m 2r
• 这三种力都与液体质量m成正比，且都作用在质点 中心上，因而称为质量力
二、表面力（近程力）（接触力）
• 表面力指作用于流体的表面上，并与受作用的流 体表面积成正比。
水的物理性质有哪些
水的物理性质有哪些？
水的物理性质是指不需要通过化学变化表现出来的性质，包括以下几个方面：
1. 状态：水在常温下通常呈液态，但在低温下会结冰，在高温下会蒸发成水蒸气。
2. 颜色和透明度：水是无色、透明的液体。
3. 密度和比热：水的密度比大多数液体要大，比热也比大多数液体要高，这意味着水需要更多的能量才能被加热，并且相同质量的水和其它物质相比，可以吸收更多的热量。
4. 表面张力：水的表面张力很大，这使得水可以形成小水滴和表面波。
5. 导电性：纯水是不导电的，但水中含有电解质时，它可以导电。
6. 折射率：水的折射率比空气高，这意味着光在水中传播的速度比在空气中的速度慢。
7. 粘度：水的粘度比空气大，但比大多数液体要小。
这些物理性质使得水在自然界和人类生活中具有重要的作用，例如在工业和生活中用作溶剂和传热介质，以及在自然界中形成水循环和生态系统等。
流体的主要物理力学性质
流体在运动过程中所受的力与加速度之间的 关系，是流体动力学的基本方程。
连续性方程
描述流体的质量守恒原理，即流体的质量流 量在流场中保持不变。
动量方程
描述流体的动量守恒原理，即流体的动量流 量在流场中保持不变。
能量方程
描述流体的能量守恒原理，即流体的能量在 流场中保持不变。
流体动力学的应用
06
流体动力学简介
基本概念
流体
流体是具有流动性的连续介质， 由大量分子组成，能够在外力作
用下发生流动。
流体动力学
流体动力学是研究流体运动规律 和行为的一门科学，主要研究流 体的速度、压力、密度等物理量
之间的关系。
流场
流场是指流体运动所占据的空间 区域，流场中的每一点都有一定
的速度和压力。
流体动力学方程
THANKS
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流动状态的判定
雷诺数
用于判定流体流动状态的无量纲数， 由流体的流速、管径和流体动力粘度 决定。当雷诺数小于临界值时，流体 呈层流流动；当雷诺数大于临界值时， 流体呈湍流流动。
流动状态判定准则
根据实验和理论分析，得出判定流动 状态的准则，如普朗特数、尼古拉斯 数等。这些准则可以帮助我们判断不 同条件下流体的流动状态。
毛细管法
利用毛细管中的流体流动， 通过测量流体在毛细管中 的流动时间和压力差来计 算流体的粘度。
影响粘度的因素
分子间相互作用
流体的分子间相互作用会影响流体的粘度，分子 间相互作用越强，粘度越大。
温度
温度对流体的粘度有显著影响，一般来说，温度 升高会使流体的粘度降低。
压力
压力对流体的粘度影响较小，但在高压下，压力 对粘度的影响会更加明显。
水力学知识点讲解
水力学第一章绪 论(一)液体的主要物理性质1．惯性与重力特性：掌握水的密度ρ和容重γ；2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因。
描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律 :注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动 3．可压缩性：在研究水击时需要考虑。
4．表面张力特性：进行模型试验时需要考虑。
下面我们介绍水力学的两个基本假设： (二)连续介质和理想液体假设1．连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量。
2．理想液体：忽略粘滞性的液体。
（三）作用在液体上的两类作用力第二章 水静力学水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。
通过静水压强和静水总压力的计算，我们可以求作用在建筑物上的静水荷载。
（一）静水压强：主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法。
1．静水压强的两个特性：（1）静水压强的方向垂直且指向受压面（2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关，2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面。
(它是静水压强计算和测量的依据）3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式）p=p 0+γh 或 其中 ： z —位置水头，p/γ—压强水头（z+p/γ）—测压管水头请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。
4．压强的三种表示方法：绝对压强p ′，相对压强p ， 真空度p v , ↑ 它们之间的关系为：p= p ′-p a p v =│p │（当p ＜0时p v 存在）↑相对压强:p=γh,可以是正值，也可以是负值。
要求掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念和它们之间的转换关系。
1pa(工程大气压)=98000N/m 2=98KN/m2下面我们讨论静水总压力的计算。
计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面和曲面两类。
根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都可以用解析法进行计算。
液体的主要物理性质
液体的主要物理性质自然界的物质一般有三种形式，即固体、液体和气体。
液体和气体统称为流体。
固体分子的间距很小，内聚力很大，所以它能保持固定的形状和体积，承受一定的拉力、压力和剪切力。
流体则不同，由于流体分子间距较大，内聚力较小，几乎不能承受拉力，所以流体不能保持固定的形状。
液体与气体相比，液体分子间的距离比气体小，内聚力比气体大得多，所以能保持一定的体积。
气体没有固定的形状，也没有一定的体积，极易膨胀和压缩，液体的压缩性很小，气体和液体的主要区别在于它们的可压缩程度不同。
因此，液体是易流动的、不易被压缩的。
液体运动状态的改变，一方面是受外力作用的结果，另一方面取决于液体自身的物理性质。
所以，我们在研究液体的机械运动规律之前，应首先了解液体的物理特性。
1.1 液体的主要物理性质 1.1.1液体的密度和容重单位体积液体的质量称为液体的密度，以符号ρ表示，单位是kg/m 3或g/cm 3。
它的通用微分表达式为：0(,,,)limV m dmx y z t V dVρρ∆→∆===∆ (1-1) 式中 x,y,z ——液体所在的空间位置坐标；t ——时间； m ——液体质量； V ——液体体积。
对于质量均匀分布的均质液体，其表达式可写成：mVρ=(1-2) 单位体积液体的重量称为容重，也称重度或重率，以符号γ表示，单位是N/m 3或kN/m 3。
它的通用微分表达式为：0(,,,)lim V G dGx y z t V dVγγ∆→∆===∆ (1-3) 对均质液体，其表达式为： G mg g V Vγρ=== (1-4) 式（1-4）表明了液体的容重γ与液体的密度ρ和液体所处位置的重力加速度g 有关。
g一般作为常数，取9.8m/s 2。
因为液体的体积随着温度和压强的变化而变化，故其密度和容重也将随之发生变化，但变化很小，如表1-1所示。
通常将水的密度和容重视为常数。
在一个标准大气压、温度为4℃的条件下，水的密度为1000 kg/m 3或1g/cm 3，容重为9800 N/m 3或9.8 kN/m 3。
流体的物理性质与特征
流体的物理性质与特征流体是一种特殊的物质状态，具有独特的物理性质和特征。
在物理学中，流体被分为液体和气体两种类型。
液体是一种具有体积和形状的物质，而气体是具有可压缩性和无固定形状的物质。
下面将介绍流体的物理性质和特征，并探讨其对日常生活和工程实践的重要性。
一、流体的流动性流体的流动性是指流体在外力作用下能够发生流动的性质。
液体和气体都具有流动性，但其流动方式存在差异。
液体主要通过分子间的滑动实现流动，而气体则通过分子间的扩散和碰撞实现流动。
流体的流动性使它们具有传输物质、能量和动量等作用的功能，例如水流可以输送能量，并驱动水力发电机。
二、流体的不可压缩性在正常情况下，液体具有极高的不可压缩性，而气体则具有可压缩性。
液体因其分子间距离较小，分子排列较为紧密，所以即使受到外力压缩，其体积变化很小。
而气体的分子间距离较大，分子排列较松散，受到外力压缩时能够显著改变体积。
不可压缩性是液体在液压系统中起到传递压力的关键特性。
三、流体的黏性黏性是流体的一种性质，指流体在流动时表现出的内摩擦阻力。
液体具有较高的黏性，当外力作用于液体时，其分子之间会产生黏滞阻力，使得液体的流动速度受到一定的限制。
相比之下，气体的黏性较低，在流动过程中流体分子的摩擦相对较小，流动速度较高。
黏性对流体的流动条件和流体的运动状态具有重要影响，例如阻力的大小和血液在血管中的流动。
四、流体的密度和压强流体的密度和压强是流体物理性质的重要描述参数。
密度是指单位体积流体的质量，一般用ρ表示。
压强是指单位面积上受到的力的大小，一般用P表示。
密度和压强的概念在流体力学和流体静力学等领域具有广泛应用，例如在航空航天、水利工程和油田开发中对流体行为的研究和分析。
五、流体的表面张力表面张力是液体表面上的分子之间由于作用力不同而引起的张力。
液体分子内部相互吸引，而在表面上只有周围的分子参与相互作用，所以液体表面的分子会受到较大的内聚力，形成一个类似薄膜的结构，使液体呈现出表面张力的特征。
水力学 主要知识点
Px
第2章 液体运动的流束理论 1. 流线的特点:反映液体运动趋势的图线
流线的特征:流线不能相交；恒定流流线形状位置不变；恒定流 迹 线和流线重合。
2 .流动的分类:
液
非恒定流 均匀流
流 恒定流
非均匀流 渐变流
急变流 在均匀流和渐变流过水断面上，压强分布满足： z p c
hf
l 2
d 2g
达西公式
圆管
hf
l 2
4R 2g
λ—沿程水头损失系数
R—水力半径 R A 圆管 R d
局部水头损失
4
ζ—局部水头损失系数
hj
V2 2g
从沿程水头损失的达西公式可以知道，要计算沿程水头损失，
关键在于确定沿程水头损失系数λ。而λ值的确定与水流的
流态和边界的粗糙程度密切相关。
图解法：大小：P=Ωb, Ω--静水压强分布图面积
方向：垂直并指向受压平面 作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。
静水压强分布图是根据静水压强与水深成正比关系绘制的，只要用比例 线段分别画出平面上两点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水 压强分布图 解析法：大小：P=pcA, pc—形心处压强
g （二）液体运动基本方程
1.恒定总流连续方程
v 1A1= v 2A2
,
v2 A1 v1 A2
Q=vA
利用连续方程，已知流量可以求断面平均流速，或者通过两断面间
的几何关系求断面平均流速。
2.恒定总流能量方程
z1
p1g 1v12来自2gz2
p2
g
2v22
2g
hw
hw
化学中的液体三态及其性质
化学中的液体三态及其性质液体是化学中的一种基本物态，在自然界与工业生产中都有广泛应用。
液体三态是指固态、液态和气态三种不同的物态，在这三种物态中，液体的性质是相对稳定而具有一些独特的物理和化学性质。
在本文中，我们将深入探讨化学中的液体三态及其性质。
一、液态的物理性质液体是指具有一定体积而没有固定形状的物质状态，具体而言，在距离相充分远的情况下，液体分子之间的相互作用力要介于固体和气体之间。
由于液体分子之间较为紧密且比较随意，因此具有以下一些独特的物理性质：（1）表面张力液面上下与空气之间存在相互吸引的力，而液面上的液体分子仅受到与液体内部分子相互作用的力，因此表面分子相互之间的吸引力就会被增强，形成液体表面的张力。
在液体表面上所形成的凸起之所以能够维持稳定的形态，正是由于液体内部处在平衡状态，表面张力造成的该凸起所受的净力为零。
（2）粘度液体分子之间的运动受到内部摩擦力的影响，这种摩擦力称为粘滞力。
它是由于分子之间相互吸引，产生排斥和重组的作用力而产生的。
粘度是用于描述流体的抵抗程度的物理量，它量化了液体分子在两个相邻表面或物体之间移动时所承受的摩擦阻力。
（3）密度液体的密度与温度、压力等因素有关。
具体来说，当温度升高，液体分子之间的运动也会加快，分子之间的距离也会增加，从而使得液体的密度下降。
二、液体的化学性质跟液态物质的物理性质相对应，液态物质的化学性质也十分丰富。
在以下一些方面，液态物质展现出自己独特的化学性质：（1）化学反应速度较快由于分子之间的运动比较自由，液体中许多化学反应都会迅速地发生。
特别是液态物质的密度相对较高，使得分子之间的距离较短，从而有利于反应物分子之间发生相互作用。
（2）易于溶解其它物质液体中也会存在着各种物质，当它们与其它物质发生作用时，可以表现出较快的反应速率。
此外，由于液体的分子间距离比气态物质更接近，因此液体也更容易溶解其它物质，而这种溶解往往是一种物理或化学反应。
流体的物理性质
牛顿内摩擦定律
h
dy
y
U
UF
uu+du
y
实验表明，对于大多数流体，存在
o
T A du dy
引入比例系数μ，则得著名的牛顿内摩擦定律：
T A du dy
TAdu,或 du
dy
dy
T——流体的内摩擦力，N； τ——切应力，N/m2
A——流层间的接触面积，m2
du dy ——速度梯度 ,表示与流速相垂的y方向上速度的变化率，s-1
η——动力黏度 ，表示流体种类和温度影响的比例常数，
d tgd dudt
dy
d du dt dy
y
U
UF
(u+du)dt
a
b
a’
b’
uu+du
dy
d
c
d
ห้องสมุดไป่ตู้c’
d’
o
udt
dy
h
y
黏性系数
a. 动力黏度η：SI单位为N·s/m2或pa·s。
b. 运动黏度ν：SI单位为m2/s。其计算式：＝η /
影响因素 (流体种类，温度，压强)
1V p V1
※压缩系数的倒数为体积弹性系数
液体膨胀性的大小用膨胀系数α来表示,它表示当压力不变时,单位温度升高 引起流体体积的相对增加量,单位为1/℃（1/k）。
1V T V1
α ↑ >β ↑
注意： （1）高温高压下，给水和炉水的密度比常温常压下小。体积 增加。 （2）启停炉时，控制温度、压力变化率——控制热应力 （3）启动前锅炉上水到最低可见水位（正常水位下100mm）
a. 流体的种类：主要影响因素。一般在相同条件下， 液体的黏度大于气体的粘度。
水力学-液体的主要物理力学性质
F Fx i Fy j Fz k
Fy F F Fx i j z k m m m m
f Xi Y j Zk
X、Y、Z 为单位质量力在各个坐标轴上的分力， 它们的单位与加速度的单位相同。
若液体所受的质
z
mg g m
0
量力只有重力，这种
液体称为重力液体，
0.00960
0.00917 0.00876 0.00839 0.00803 0.00724
55
60 70 80 90 100
0.00504
0.00465 0.00400 0.00347 0.00305 0.00270
16
0.01112
40
0.00657
流体分类
牛顿流体
非牛顿流体
塑性流体
拟塑性流体
τ
拟塑性流体 o
du/dy
膨胀型流体——τ的增长率随du/dy的增大而增加（淀 粉糊、挟沙水流）
τ 膨胀型流体
o
du/dy
τ
塑性流体 拟塑性流体 牛顿流体
τ0 o
膨胀型流体 du/dy
四、液体的表面张力和毛细现象
在液体内部，分子之间的作用力即吸引力是相 互平衡的。但是在液体与气体交界的自由液面 上，分子间的引力不能平衡，交界面内侧的液 体中的引力会使自由液面收缩拉紧，从而在交 界面上形成沿液体表面作用着的张力，称为表 面张力。
理想液体所得出的液体运动的结论，应用到实际液
对不可压缩、不能膨胀、没有粘滞
体时，必须对没有考虑粘滞性而引起的偏差进行修 性、没有表面张力的连续介质。
正。
1.4 水力学的研究方法
理论分析法
水力学的 研究方法 科学试验法
液体的检查技巧有哪些
液体的检查技巧有哪些液体的检查技巧有很多，主要包括外观检查、物理性质测试、化学性质测试以及其他特殊检查方法。
下面将详细介绍液体检查的各个方面技巧。
一、外观检查外观检查是液体检查的第一步，可以通过目测和触摸来观察液体的颜色、透明度、气味和触感等。
一般来说，清澈透明、无异味的液体通常是正常的。
如果发现液体颜色变浑浊、出现悬浮物或沉淀、有异味等异常情况，则可能存在质量问题。
二、物理性质测试1. 密度测定：密度是液体的重要物理性质之一，可以通过测定液体的质量和体积来计算得出。
常见的密度测定方法包括浮力测定法、质量法和比重计测定法等。
2. 折光率测定：折光率是液体的另一个重要物理性质，可以通过使用折光仪进行测定。
不同液体的折光率不同，可以用来区分和鉴别液体。
3. 沸点测定：沸点是指液体在标准大气压下由液态变为气态的温度。
可以通过沸点测定仪器来测定液体的沸点。
4. 凝固点测定：凝固点是指液体在标准大气压下由液态变为固态的温度。
可以通过凝固点测定仪器来测定液体的凝固点。
5. 粘度测定：粘度是液体的流动性质，可以通过粘度计来测量。
液体的粘度与其黏度和流动性有关，检测液体的粘度可以了解其质量和流动性能。
三、化学性质测试1. pH值测定：pH值是衡量液体酸碱性的指标，可以通过pH测试仪器来测定。
不同液体的pH值不同，可以用来判断液体的酸碱性。
2. 氧化还原性测试：可以使用试剂或测试仪器来检测液体的氧化还原性。
常见的氧化还原反应有氧化剂与还原剂之间的反应，可以通过检测液体的颜色变化或添加指示剂来判断氧化还原性。
3. 总溶解固体浓度测定：可以通过蒸发法、重量法或化学分析法来测定液体中溶解固体的浓度。
这对于了解液体中的溶解物质含量以及液体的纯度具有重要意义。
四、其他特殊检查方法1. 热力学性质测试：可以通过测定液体的热容、热传导性等热力学性质来评估液体的热稳定性、传热性能等。
2. 稳定性测试：可以通过长期存放、加热、冷却或暴露在特定环境下的方式来检测液体的稳定性，以确定其在不同条件下的性能表现。
液体的物理性质
液体的物理性质液体是一种特殊的物质状态，它具有与固体和气体不同的物理性质。
液体具有一定的形状和体积，在受到作用力时可以流动，这些性质使得液体在生活中扮演着重要的角色。
在本文中，我将探讨一些有关液体的物理性质。
一、表面张力表面张力是液体的一种特殊的物理性质。
液体表面上的分子，由于不能在空气中发生相互作用，所以会表现出向内的吸引力。
这种吸引力能够使得液体表面变得紧张，并且形成一种膜状结构，这种结构使得有机体和其他物质无法通过液体表面进入液体内部。
表面张力是影响液滴形成的因素之一。
当一滴液体分离出液体表面时，液体表面张力使得液滴呈现出球形，这是因为球形是一种表面积最小的形状。
表面张力还能够影响液体在玻璃管内的上升和下降，这种现象称为毛细现象。
二、黏度黏度是液体的另一种物理性质。
黏度是指液体内部分子之间相互作用力的程度，它是液体流动阻力的度量。
黏度的大小决定了液体的流动性能，例如液体的流速和流态。
黏度还会受到一些外部因素的影响，例如温度、压力和化学物质等因素。
当液体的温度升高时，黏度会降低，这是因为液体分子之间的相互作用减弱。
压力的变化也能够影响黏度，高压会使液体黏度增大，低压则会使液体黏度减小。
黏度还有助于表征液体的粘流性，例如蜂蜜和糖浆就比水更加黏稠。
黏度还能够对材料的滑动和旋转提供阻力，这使得黏度在建筑、化学和医学等行业中得到广泛应用。
三、密度密度是液体的另一种基本物理性质。
密度是液体的质量与体积的比值，它是衡量液体相对重量或轻重的度量。
密度越大的液体，它的分子之间就会越紧密，这使得液体更加稳定。
密度的大小还能够受一些环境因素的影响，例如压力、温度和溶解度等因素。
当外部压力增大时，液体的密度也会增大，这是因为液体分子之间的间隙减小。
温度升高则会使液体密度降低，因为温度上升会增大液体分子的热运动，这会导致它们互相分散，体积增大。
液体的密度还与它的溶解度相关。
液体能够溶解固体或其他液体。
当固体或其他液体溶解到液体中时，它们会增加液体的质量和体积，导致液体密度增大。
解释液体的物理性质及成因
解释液体的物理性质及成因液体是一种在日常生活中经常出现的物质形态。
它有着与固体和气体不同的一些物理性质。
本篇文章将从分子结构、粘度、表面张力和流动性四个方面来探讨液体的物理性质及其成因。
一、分子结构固体的分子结构是有序排列的，而气体的分子结构是无序排列的。
液体的分子排列则介于二者之间，既不规则有序，又不像气体那样随意散布。
液体的分子间距离比较近，而且分子间的相互作用力较强，有较强的分子间力，并且分子之间吸引力变化的范围很小。
这些分子间的相互作用力是导致液体的其他性质的根本原因。
二、粘度粘度是液体的一个量度，用来描述液体的阻力大小。
液体的分子间相互作用力较强，所以液体的分子运动比气体慢。
液体的分子因为相互间的吸引力比较强，所以难以非常快速地流动，这就是液体的粘度。
液体的粘度等于液体中分子间相互作用力与分子运动形式的结果。
简单来说，液体的粘度越高，其分子间相互作用力越强。
三、表面张力液体表面会形成一个比体积小的表面，这种表面称为液体的界面。
液体分子在界面处集中，形成一层非常紧密的分子排列，这就是液体的表面张力。
液体表面张力是由液体表面上的分子间互相吸引所引起的，因为表面分子受到的吸引力只来自于液体内部，而不是来自表面之外。
因此，表面分子往往会形成一个固定而有序的参数。
四、流动性液体是一种可以流动的物质，这是和固体最大的区别。
液体表面张力越高，则流动性越小，粘度会越大，这就是为什么我们往往需要在液体中加入一些添加剂来降低表面张力，提高其流动性。
液体的流动性也与温度有关，温度越高，液体的分子运动越快，流动性则越高。
总之，液体的物理性质是由其分子间的相互作用力所导致的。
液体的成因也与其分子结构相关，液体的分子结构处于固体和气体之间。
在液体中，分子间相互作用力较强，故液体的粘度较高，也会形成一个具有高张力的界面。
再加上液体的流动性，为液体的应用提供了许多可能性。
流体的主要物理性质
强稍高的区域内气泡溃灭、破坏外界材料的结果。
第六节 汽化压强
1、理想流体有无能量损失？为什么？
无。因为理想流体=0 ，没有切应力。
2、流体的切应力与 有关。
剪切变形速率；剪切变形大小
有关，而固体的切应力与
3、流体的粘度与哪些因素有关？它们随温度如何变化？
流体流体的种类、温度、压强。
液体粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。
毛细现象。
7、为什么测压管的管径通常不能小于1厘米？
如管的内经过小，就会引起毛细现象，毛细管内液面上升或
下降的高度较大，从而引起过大的误差。
8、若测压管的读数为h1，毛细高度为h2， 则该点的测压管实 际高度为多少？（测压管的工作流体分别为水和水银）
h1-h2 ——水
h1+h2 ——水银
9 、在高原上煮鸡蛋为什么须给锅加盖？
比，这是流体区别于固体（其切应力与剪切变形大小成正比）的一个重要
特性。根据是否遵循牛顿内摩擦 定律，可将流体分为牛顿流体和非牛顿流 体。
5、由于表面张力作用会引起毛细现象，所以用作测压管的管径不小于10mm。
.8 h 29 d (mm) .15 h 10d (mm)
——在管中水上升高度 ——在管中水银下降高度
对于水有： =0°， =0.074N/m
h h
第五节 表面张力
29.8 d
(mm) (mm)
r
对于水银有： =140°， =0.514N/m
h
10.15 d
水银
第六节 汽化压强
一、汽化、凝结
汽化（Evaporation）：是指液体分子逸出液面向空间扩散的过程，即液
态变为气态的现象。 汽化的逆过程称为凝结（Condensation）。
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固体
• 固定形状和体积 内部存在拉力、压力和剪力
物质
液体
• 不能保持固定形状 不能承受拉力，微弱剪力作用
气体
下，流体发生变形和流动
固体 压缩和膨胀性小
物质
液体
气体
可压缩和膨胀
(但低速空气流动（40～50m/s）
气体可视为不可压缩)
1.1.2
连续介质的概念
液体由分子组成，分子之间存在空隙，介质不连续
分子间距相当微小
现代物理学指出，常温下，每立方厘米水中，约含 3×1022个分子，相邻分子间距约3×10－8cm。可见，分
子间距相当微小，在很小体积中，包含难以计数的分子。
3×10－8cm
水力学中，把液体当作连续介质 假设液体是一种连续充满其所占据空间的连续体
水力学所研究的液体是连续介质的连续流动
1 表面张力不在液体的内部存在，只存在于液体表面 2 液体的表面张力较小，一般对液体的宏观运动不起 作用可忽略不计。 3 某些情况下要考虑。例如，水滴雾化
一个试验可以证明，表面张力的存在 一个金属框
A
B AB 可以沿着框边直线运动
盛有黑颜液体的容器
h
2 毛细现象：
水 h 水银
图 毛细现象
盛有液体的细玻璃管叫做测压管。 由于表面张力作用 玻璃管中液面和与之连同的大容器中的液面 不在同一水平面上，这种现象叫毛细现象。
u τ
dθ dy
dy
dudt
u
图
微元水体运动的示意
dudt d tan ( d ) dy
故
d du dt dy
dudt d tan( d ) dy
故
d du dt dy
相邻液层之间所产生的切应力与剪切变形速度成正比
du d dy dt
所以, 液体的粘滞性可视为液体抵抗剪切变形的特性
剪切变形越大，所产生内摩擦力越大 对相对运动液层抵抗越大
3．粘滞系数 ： 反映不同液体对内摩擦力的影响系数
动力粘滞系数 μ
量纲：[F.T.L-2]
单位： N· s· m-2 ＝Pa· s
有时候用:
poise(泊)
= dyne ·s·cm-2
1 poise = 0.1 N· s· m-2
运动粘滞系数
式中，ΔM为任意微元的液体质量； ΔV 为任意微元的液体体积。 量纲： 单位： ρ=[ML-3] ΔM , ΔV
kg· m-3
量纲：
每一个物理量包含量的数值和量的种类
物理量的种类称量纲 用符号[ ] 表示 则
例如， F = -Ma
[F] =[Ma]=[M]· [a]=[M][a]
ρ ＝ f (p, t) = f ( 压强，温度） 但随温度、压强变化较小，水力学中一般视为常数。
1 液体的主要物理性质
1.1 液体的基本性质及连续介质的概念
1.2 液体的密度和容重
1.3 液体的粘滞性
1.4 液体的压缩性和膨胀性 1.5 液体的表面张力
1.6 液体的相变 1.7 作用于液体上的力
1.1 液体的主要物理性质
1.1.1 液体的基本特征
固体
自然界物质存在三种形式
液体
气体
固体 物质 流体 气体 液体
与液层之间的流速差成正比，
与两液层距离成反比，同时与液体的性质有关。
试验成果写成表达式为
du dy
u+du u 2．牛顿内摩擦定律 dy
uBA
du dy
u
牛顿内摩擦定律
式中，μ为液体的动力粘滞系数
δ
du 为流速梯度，y 为垂直于流速方向 dy
τ为切应力，方向与作用面平行 与相对运动方向相反
ν＝
μ/ρ
量纲：[L2T-1]
cm2· s-1
单位： m2· s-1 有时候用:
1 cm2· s-1 = 1中， 粘滞系数( μ ν ) = f (p,t) = 随压力和温度变化， 但是随压力变化甚微，对温度变化较为敏感。
对于水，可采用下列经验公式
流速分布曲线
切应力方向判断
u+du u τ
u+du
τ
u
τ
适用条件：牛顿流体（Newtonian fluid）
泥浆，血液等
尼龙，橡胶的溶液
生面团，浓淀粉等
μ
τ0
1
du/dy 图 牛顿流体的适用条件
从另一个角度分析流速梯度
固体的变形
液体的变形
证明: 液体的流速梯度即为液体的剪切变形速度
y
u+du
测定温度（°）
汽油
6664～7350
15 0.68～0.75
纯酒精
7778.3
15 0.7937
蒸馏水
9800
4
海水
9996～10084
15
水银
133280
0
水的倍数
1
1.02～1.029
13.6
1.1 液体的基本性质及连续介质的概念
1.2 液体的密度和容重
1.3 液体的粘滞性
1.4 液体的压缩性和膨胀性 1.5 液体的表面张力
2 质量力 作用于也液体每一部分质量上，
其大小和液体的质量成正比的力。
例如，重力、惯性力等。 在均质液体中，质量和体积是
成正比的，所以，质量力又称为体积力。
2 质量力
质量力除用总作用力表示外，也常用 单位质量力度量
• 单位质量力：
作用在单位质量液体上的质量力
特殊问题：
水流掺气 空化水流
液体是不连续的
1.1 液体的主要物理性质
1.1.1 液体的基本特征
• 不能保持固定形状 • 易流性：不能承受拉力，微弱剪力作用下流动 • 压缩和膨胀性小
1.1.2
连续介质的概念
液体是一种连续充满其所占据空间的连续体
1.1 液体的基本性质及连续介质的概念
1.2 液体的密度和容重
可见：对于水（液体）随温度上升而减少，
对于空气其随温度上升增大。
原因在于两者分子结构不同。
1 液体的主要物理性质
1.1 液体的基本性质及连续介质的概念
1.2 液体的密度和容重
1.3 液体的粘滞性
1.4 液体的压缩性和膨胀性 1.5 液体的表面张力
1.6 液体的相变 1.7 作用于液体上的力
1.4
1.3 液体的粘滞性
1.4 液体的压缩性和膨胀性 1.5 液体的表面张力
1.6 液体的相变 1.7 作用于液体上的力
1.2 液体的密度和容重
1 密度： 单位体积液体所包含的质量，用ρ表示
均质液体：
=
M V
M
V
式中，M为液体的质量；V为的体积
M = lim 对于非均质液体： V
V 0
用标准大气压下，温度为4（°）时蒸馏水密度计算
ρ ＝ 1000（kg· m-3)
若已知均质液体密度和体积，则该液体质量为
M＝V
ρ ＝ f (p,t) = f ( 压强，温度）
但随温度和压强的变化较小 水力学的特殊问题,如水击问题，则视为变数
2
容重（重度）
均质液体： 或： 则
G γ V
G Mg γ ＝ g V V
γ g
量纲：[γ] ＝[F· L-3] 单位：N· m-3 或 kN· m-3
重力：地球对物体的吸引力称重力，用符号G 表示 G = Mg
式中，g 为加速度。
不同液体重度是不同的 γ ＝ f (p,t) = f ( 压强，温度） 但随压强和温度的变化甚微，一般工程上视为常数。
取一个标准大气压下的温度为4°c蒸馏水计算，则
1.6 液体的相变 1.7 作用于液体上的力
1.3 液体的粘滞性
从运动的液体中取出两个相邻的液层进行分析
u
δ A B
uBA 平板缝隙中的润滑油流动
τBA
τAB uAB B
A
两个相邻微元液层受力分析
1．粘滞性： 当液体质点（液层）间存在相对运动时
液体质点（液层）间产生
内摩擦力抵抗其相对运动（液体连续变形）
压缩性及压缩系数
当液体承受压力后，体积要缩小， 压力撤出后也能恢复原状，这种性质称 为液体的弹性或压缩性。
1．弹性：
液体的压缩性大小用体积压缩系数或弹性系数表示
2．体积压缩系数：
dV ＝ V dp
p p+dp
式中，β 为体积压缩系数， β 值越大，液体压缩性越大。
V
V+dV
解释：
图 液体体积的压缩示意
d h
水
h 水银
图 毛细现象
图 玻璃管中毛细管上升值
1 液体的主要物理性质
1.1 液体的基本性质及连续介质的概念
1.2 液体的密度和容重
1.3 液体的粘滞性
1.4 液体的压缩性和膨胀性 1.5 液体的表面张力
1.6 液体的相变 1.7 作用于液体上的力
1.6 液体的相变
固体、液体和气体是物质三种形式，
在不同压力、温度下可相互转化
1.6 液体的相变
p
T＝t+273 三态界限
p 液态
固态
气态 T＝t+273 三态界限
p 液态
（T，p） （T，p’） 液体的沸腾
固态
气态 T＝t+273 三态界限
p 液态
（T，p） （T’，p） 液体的沸腾
固态
气态
（T，p’） 液体的汽化
T＝t+273
三态界限
1.1 液体的基本性质及连续介质的概念
0.01775 1 0.0337t 0.000221 t 2