Fizyka płynów

Z Wikipedii

Wzburzenie wody po przepłynięciu promu

Fale na powierzchni wody

Pęcherzyki

Fale rozchodzące się na powierzchni wody

Siła i piękno fal oceanicznych

Fale powierzchniowe powstałe w wyniku poruszającego się owada nartnika

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 intrygujące fenomeny 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

[edytuj] Materiały źródłowe

Ten artykuł został opracowany na podstawie informacji udostępnionych na wolnej licencji w celach edukacyjnych przez Europejską Agencję Kosmiczną ESA na stronie: [1].

ESA przeprowadza liczne eksperymenty z dziedziny fizyki płynów w kosmosie, co pozwala na wyeliminowanie wpływu ziemskiej siły grawitacji, która często maskuje efekty dynamiki płynów.

Galerię zdjęć Francuskiego Laboratorium Kosmicznego (ONERA) można obejrzeć na stronie: [2]

Materiały dodatkowe: [3], [4], [5] i [6]

Wszystkie materiały są dostępne w języku angielskim.