Ključna razlika med stisljivimi in nestisljivimi tekočinami je, da se stisljive tekočine pojavljajo v resnici, medtem ko so nestisljive tekočine koncept, razvit za lažje izračune.
Fluidi so plini ali tekočine, ki imajo obliko posode. V dinamiki tekočin je stisljivost tekočine zelo pomemben dejavnik. V naravi so vse tekočine stisljive, vendar zaradi lažjega preučevanja definiramo nestisljive tekočine. Koncepti stisljivih in nestisljivih tekočin igrajo pomembno vlogo na področjih, kot so dinamika tekočin, statika tekočin, letalstvo in številna druga področja. Zato je ključnega pomena pravilno razumevanje konceptov stisljivosti tekočin, da bi razumeli ta področja.
Kaj so stisljive tekočine?
Vsaka tekočina, ki jo srečamo v vsakdanjem življenju, je stisljiva. Da bi razumeli, kaj so stisljive tekočine, je treba najprej razumeti, kaj je stisljivost. Stisljivost tekočine je zmanjšanje prostornine tekočine zaradi zunanjih pritiskov, ki delujejo nanjo. Nasprotno pa bo stisljiva tekočina zmanjšala svoj volumen v prisotnosti zunanjega tlaka. Zato lahko vzamemo kvantitativno meritev stisljivosti kot relativno spremembo prostornine tekočine kot odziv na spremembo tlaka.
Simbol za stisljivost je β ali κ. Zato lahko matematično definiramo stisljivost kot
κ=(-1/v) ∂V/∂p, kjer je V volumen in p tlak.
V resnici je vsak plin visoko stisljiv, vendar tekočine niso visoko stisljive. Zato lahko definiramo stisljivost v dveh oblikah; adiabatna in izotermna stisljivost.
Slika 01: Jeklenke LPG vsebujejo stisnjene pline
Adiabatna stisljivost opisuje stisljivost sistema, ko je temperatura sistema konstantna. Označimo jo lahko z βV Medtem ko se izotermna stisljivost nanaša na stisljivost, izmerjeno brez prenosa energije med sistemom in okolico. Označimo ga lahko z βS Ker je adiabatni proces tudi izentropski, je ta proces konstanten entropijski proces.
Kaj so nestisljive tekočine?
Nestisljive tekočine so hipotetične vrste tekočin, ki so jih znanstveniki uvedli zaradi lažjega računanja. Nestisljiva tekočina je tekočina, ki zaradi zunanjega pritiska ne spreminja prostornine tekočine. Večina osnovnih izračunov, ki jih izvajamo v dinamiki tekočin, je odvisnih od predpostavke, da je tekočina nestisljiva.
Približek nestisljivosti je sprejemljiv za večino tekočin, saj je njihova stisljivost zelo nizka. Vendar pa je stisljivost plinov velika, zato plinov ne moremo približati nestisljivim tekočinam. Stisljivost nestisljive tekočine je vedno enaka nič.
Kakšna je razlika med stisljivimi in nestisljivimi tekočinami?
Stisljive tekočine se pojavljajo v resnici. Pravzaprav so vse tekočine, ki jih najdemo v naravi, stisljive. Nestisljive tekočine so koncept, ki so ga znanstveniki razvili za lažje izračune. Zato je to ključna razlika med stisljivimi in nestisljivimi tekočinami. Skladno s tem je bistvena razlika med stisljivimi in nestisljivimi tekočinami ta, da se prostornina stisljivih tekočin zmanjša, ko uporabimo zunanji pritisk, prostornina nestisljivih tekočin pa ostane konstantna. Poleg tega so izračuni dinamike tekočin za nestisljive tekočine zelo enostavni v primerjavi z izračuni, ki vključujejo stisljive tekočine.
Povzetek – Stisljive proti nestisljivim tekočinam
Tekočina je plin ali tekočina. Tekočine lahko kategoriziramo v dve veliki skupini kot stisljive in nestisljive tekočine glede na njihovo sposobnost stiskanja. Vendar pa ni takih tekočin, ki ne bi bile podvržene stiskanju. Tako je koncept nestisljivih tekočin hipotetičen. Ključna razlika med stisljivimi in nestisljivimi tekočinami je, da se stisljive tekočine pojavljajo v resnici, medtem ko so nestisljive tekočine koncept, razvit za lažje izračune.
