誰かがあなたに「液体」を定義するように頼んだ場合、あなたは液体として適格であるとあなたが知っているものであなたの毎日の経験から始めて、そこから一般化しようとするかもしれません。 もちろん、水は地球上で最も重要で遍在する液体です。 それを際立たせる一つのことは、それが明確な形を持っておらず、代わりにそれを含むものの形に一致しているということです、これは地球の指ぬきまたは大規模な窪みです。 あなたはおそらく、「液体」を、川の流れや岩の側面を流れる溶けた氷などの「流れる」と関連付けます。
しかし、この「液体を見ればわかる」という考えには限界があります。 ソーダと同様に、水は明らかに液体です。 しかし、ミルクセーキは、それが注がれるあらゆる表面に広がりますが、水やソーダよりもゆっくりです。 そして、ミルクセーキが液体の場合、溶けそうなアイスクリームはどうですか？ それともアイスクリーム自体？ たまたま、物理学者は、他の2つの物質の状態とともに、液体の正式な定義を有益に作成しました。
物質のさまざまな状態は何ですか？
物質は、固体、液体、気体の3つの状態のいずれかで存在する可能性があります。 「暑い時期に運動するときは水分をたくさん飲む」など、日常の言葉で「水分」と「水分」を同じ意味で使用している人を目にすることがあります。 「マラソンを走るときは、水分をたくさん摂ることが重要です。」 しかし、正式には、物質の液体状態と物質の気体状態が一緒になって構成されます 流体。 流体とは、変形に抵抗する能力を欠くものです。 すべての流体が液体であるわけではありませんが、流体を支配する物理方程式は、気体だけでなく液体にも普遍的に適用されます。 したがって、液体を含む解決を求められる数学の問題は、流体力学と動力学を支配する方程式を使用して解決できます。
固体、液体、気体は微細な粒子でできており、それぞれの振る舞いが結果として生じる物質の状態を決定します。 固体では、粒子は通常規則的なパターンで密に詰まっています。 これらの粒子は振動、つまり「揺れ」ますが、一般的に場所から場所へと移動することはありません。 ガス中では、粒子は十分に分離されており、規則的な配置はありません。 それらはかなりの速度で自由に振動して動き回ります。 液体中の粒子は、固体ほど密集していませんが、互いに接近しています。 これらの粒子は規則的な配置を持たず、この点で固体ではなく気体に似ています。 粒子は振動し、動き回り、互いにすべります。
気体と液体はどちらも、それらが占める容器の形状をとっていますが、固体にはありません。 ガスは通常、粒子間に非常に大きなスペースがあるため、機械的な力によって簡単に圧縮されます。 液体は簡単に圧縮できず、固体はまだ簡単に圧縮されません。 上記のようにまとめて流体と呼ばれる気体と液体の両方は、簡単に流れます。 固体はしません。
流体の特性は何ですか？
まず、流体は 運動学的特性、または速度や加速度などの流体運動に関連するプロパティ。 もちろん、固体にもそのような特性がありますが、それらを説明するために使用される方程式は異なります。 第二に、流体は 熱力学的特性、流体の熱力学的状態を記述します。 これらには以下が含まれます：
- 温度
- 圧力
- 密度
- 内部エネルギー
- 特定のエントロピー
- 特定のエンタルピー
- その他
これらのいくつかだけがここで詳述されます。 最後に、流体には、他の2つのカテゴリのいずれにも分類されないさまざまな特性がいくつかあります（たとえば、粘度、流体の摩擦の尺度。 表面張力; および蒸気圧）。
さまざまな種類の液体とは何ですか？
現実の世界で主に関心のある2つの流体は、水と空気です。 水に加えて一般的な種類の液体には、石油、ガソリン、灯油、溶剤、飲料などがあります。 燃料や溶剤など、より一般的に遭遇する液体の多くは、有毒、可燃性、またはその他の危険性があり、 子供たちがそれらを手に入れると、彼らは彼らを飲用液体と混同してそれらを消費し、悲惨な健康上の緊急事態につながる可能性があるため、家に持っています。
人体、そして実際にはほとんどすべての生命は、主に水です。 血液中の固形物が血液全体に均一に分散していないか、完全に溶解していないため、血液は液体とは見なされません。 代わりに、停止と見なされます。 血液の血漿成分は、ほとんどの目的で液体と見なすことができます。 とにかく、水分の維持は日常生活に不可欠です。 現代の世界ではきれいな水にすぐにアクセスできないことはめったにないため、ほとんどの場合、人々は飲料水が生き残るためにどれほど重要であるかについて考えていません。 しかし、マラソン、サッカーの試合、サッカーなどのスポーツ競技中の過度の水分喪失の結果として、人々は日常的に身体的なトラブルに巻き込まれます。 トライアスロン、これらのイベントのいくつかには、水、スポーツドリンク、エネルギージェルを提供する文字通り数十のエイドステーションが含まれていますが（これは考慮される可能性があります） 液体）。 多くの人が普段知っているのに脱水症状になるのは進化の好奇心です 最高のパフォーマンスを達成するために、または少なくとも医療に巻き込まれるのを避けるために、彼らはどれだけ飲む必要がありますか テント。
流体の流れ
流体の物理学のいくつかが説明されており、おそらく液体の特性についての基本的な科学的会話であなた自身を保持するのに十分です。 しかし、物事が特に興味深いのは流体の流れの領域です。
流体力学は、流体の動的特性を研究する物理学の一分野です。 このセクションでは、航空学およびその他の工学分野における空気およびその他のガスの重要性のために、 「流体」とは、液体または気体のいずれかを指します。外部に反応して均一に形状が変化する物質 力。 流体の運動は、微積分に由来する微分方程式によって特徴付けることができます。 流体の動きは、固体の動きと同様に、流れの中で質量、運動量（質量×速度）、およびエネルギー（力に距離を掛けたもの）を伝達します。 さらに、流体の運動は、ナビエ・ストークス方程式などの保存方程式で表すことができます。
流体が移動する方法の1つは、固体が移動しないことです。これは、流体がせん断を示すことです。 これは、流体を変形させる準備ができていることの結果です。 せん断とは、非対称の力が加えられた結果として生じる、体液内の異なる動きを指します。 一例は、水が全体として単位時間あたりの体積に関して一定の速度で水路を移動するときでさえ、渦および他の局所的な動きを示す水路である。 流体のせん断応力τ（ギリシャ文字のタウ）は、速度勾配（du / dy）に動粘度μを掛けたものに等しくなります。 つまり、τ=μ（du / dy）です。
流体の動きに関連する他の概念には、抗力と揚力が含まれます。これらは両方とも航空工学で重要です。 抗力は、2つの形式で発生する抵抗力です。表面抗力は、通過する物体の表面だけに作用します。 水（例：スイマーの皮膚）、および抗力を形成します。これは、体の中を移動する体の全体的な形状と関係があります。 体液。 この力は書かれています：
FD = CDρA（v2/2)
ここで、Cは抗力を受けるオブジェクトの性質に依存する定数、ρは密度、Aは断面積、vは速度です。 同様に、流体の運動方向に垂直に作用する正味の力である揚力は、次の式で表されます。
FL = CLρA（v2/2)
人類生理学における液体
あなたの体の総重量の約60パーセントは水で構成されています。 この約3分の2、つまり総重量の40％は細胞内にあり、残りの3分の1、つまり体重の20％はいわゆる細胞外空間にあります。 血液の水成分はこの細胞外空間にあり、すべての細胞外水の約4分の1、つまり体全体の5パーセントを占めています。 血液の約60％は実際には血漿で構成されており、残りの40％は固体であるためです。 （例：赤血球）、あなたはあなたの体にあなたが持っている血液の量についてあなたの 重量。
70 kg（154ポンド）の人の体には、約（0.60）（70）= 42kgの水分があります。 3分の1は細胞外液で、約14kgです。 これの4分の1は血漿– 3.5kgです。 これは、この人の体内の血液の総量が約（3.5 kg / 0.6）= 5.8kgであることを意味します。