Fizyka płynów
Fizyka płynów to dziedzina fizyki zajmująca się badaniem ruchliwości płynów oraz skutkami ruchów płynów, rozpatrując je głównie w skali mikroskopowej w celu uzupełnienia opisu makroskopowego. Analizując zachowanie pojedynczych cząsteczek stara się przewidzieć potencjalne zachowanie płynów oraz wyjaśnić zjawiska związane z płynami.
Szybko rozwijająca się fizyka płynów obejmuje również osobny dział mechaniki płynów, który opisuje zachowanie płynów w skali makroskopowej, w ujęciu klasycznym, opierającym się na zasadach dynamiki sformułowanych przez Isaaca Newtona.
Poznanie i zrozumienie zjawisk związanych z ruchliwością płynów ma kluczowe znaczenie w udoskonaleniu i kontrolowaniu procesów przemysłowych oraz naturalnych zachodzących w żywych organizmach i przyrodzie. Wynika to z faktu, że trzy spośród czterech stanów skupienia (gazy, ciecze, plazma) należą do kategorii płynów, a nawet ciała stałe (czwarty stan skupienia materii) zachowują się w odpowiednich warunkach zewnętrznych w sposób charakterystyczny dla płynów.
Przedmiotem badań fizyki płynów są między innymi następujące zagadnienia:
- struktura płynów
- dynamika płynów (opisuje ruchliwość cieczy i gazów oraz ich oddziaływania z ciałami stałymi)
- napięcie powierzchniowe
- zjawiska związane z przepływem i pęcherzykami
- zachowanie się kropli
- stan wzburzenia płynu (turbulencja)
- mikroskopowe zjawiska zachodzące w płynach (głównie dotyczące nanopęcherzyków)
- przepływ ciepła
- zmiany fazowe
- zjawiska powierzchniowe zachodzące w złożonych systemach wieloskładnikowych
- zjawiska występujące podczas wrzenia i kondensacji
- nawilżanie, koalescencja i przepływ kapilarny
- dyfuzja w mieszaninach
- trwałość pianek i emulsji
- systemy wielofazowe i oddziaływania powierzchniowe (przepływ ciepła, wymiana masy i procesy chemiczne).
Fizyka płynów ma charakter interdyscyplinarny. Odkrycia z tej dziedziny znajdują zastosowanie w prawie wszystkich aspektach codziennego życia oraz w ochronie środowiska naturalnego człowieka. Na przykład w:
- produkcji żywności
- przemyśle farmaceutycznym
- technice chłodniczej w przemyśle i gospodarstwie domowym
- zamrażaniu
- technice klimatyzacyjnej
- recyclingu wody
- technologii powierzchni wodoodpornych i wodoszczelnych
- odsalaniu wody morskiej
- recyklażowaniu ciepła
- funkcjonowaniu i chłodzeniu reaktorów atomowych
- magazynowaniu cieczy w niskich temperaturach
- technice grzewczej (rury ciepłownicze i grzejniki)
- jednoczesnym produkowaniu energii elektrycznej oraz energii do celów ciepłowniczych i chłodzenia
- transporcie
- biologii
- medycynie
Linki zewnętrzne
- University of Twente - Fizyka płynów
- Commission on Physical Sciences: Plasmas and Fluids. Washington, D.C.: Nationa Academy Press, 1986. ISBN 978-0-309-03548-4.
Zobacz też
- Ruch
- Mechanika płynów
- Wrzenie pęcherzykowe
- Mechanika kwantowa
Media użyte na tej stronie
Autor: Phillip Capper z Wellington, New Zealand, Licencja: CC BY 2.0
Giant bubble, Queen's Wharf, Wellington 19 May 2005
Giant bubble, Queen's Wharf, Wellington 19 May 2005
Autor: Autor nie został podany w rozpoznawalny automatycznie sposób. Założono, że to M.arunprasad (w oparciu o szablon praw autorskich)., Licencja: CC BY 2.5
Water waves on a flowing water, when a drop fell in the middle.
(c) Roger McLassus, CC-BY-SA-3.0
Surface waves of water: expansion of a disturbance. – It shows a realistic disturbance (caused by shortly dipping a stick into the water) and its expansion forming interfering circles of limited concentricity. The near metallic appearance of the water's surface is due to the small angle of illumination.
(c) I, Brocken Inaglory, CC-BY-SA-3.0
Moving of mating Water Striders (Gerris argentatus), weigh about 0.00002 lb created surface waves (Ripples) in a pond. The striders are out of focus (on purpose), but you could see their shadows, the hairs at their legs and the sun reflected from their footprints
Autor: Malene Thyssen, Licencja: CC-BY-SA-3.0
The wake after the ferry to Fanø, Denmark