Ana Fark - Sıkıştırılabilir ve Sıkıştırılamaz Akışkanlar

Akışkanlar, gazları ve sıvıları içeren maddenin bir alt kategorisidir. Gazlar ve sıvılar, akabilmeleri, kuvvet uygulandığında deforme olabilmeleri ve yüksek akışkanlıkları nedeniyle sıvı olarak adlandırılır. Atom düzeyinde, sıvılar kolayca akan atomlardan veya moleküllerden oluşur; sıkı bir şekilde paketlenmezler ve sıvı kapladığı kabın şeklini alır. Sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz akışkan arasındaki temel fark şudur: sıkıştırılabilir sıvıya uygulanan kuvvet sıvının yoğunluğunu değiştirir buna karşılık sıkıştırılamaz bir akışkana uygulanan kuvvet, yoğunluğu önemli ölçüde değiştirmez. Hemen hemen tüm akışkanlar sıkıştırılabilir olmasına rağmen, sıvılar sıkıştırılamaz akışkanlar, gazlar ise sıkıştırılabilir akışkanlar olarak bilinir.

Kapsanan Kilit Alanlar

1. Sıkıştırılabilir Sıvı Nedir? - Tanım, Özellikler 2. Sıkıştırılamaz Akışkan Nedir? - Tanım, Özellikler 3. Sıkıştırılabilir ve Sıkıştırılamaz Akışkanlar arasındaki fark nedir – Temel Farklılıkların Karşılaştırılması

Anahtar Terimler: Akışkan, Sıkıştırılabilir Akışkan, Sıkıştırılamaz Akışkan, Sıvı, Gaz, Yoğunluk, Mach Sayısı

Sıkıştırılabilir Akışkan Nedir?

Genel olarak gazlara (ve plazma=iyonize gaz) sıkıştırılabilir akışkan denir. Normal sıcaklık ve basınç koşullarında bir sıvının hacmi veya yoğunluğu değişmez. Ancak gazlar, sıcaklık veya basınçtaki küçük değişikliklerin varlığında bile hacimde (dolayısıyla yoğunlukta) değişiklik gösterir. Belirli bir sıkıştırılabilir akışkanı adlandırmak için, bir basınç veya kuvvet uygulandığında önemli bir yoğunluk değişikliği göstermelidir.

Daha gelişmiş akışkan dinamiği terimleriyle, akışkandaki akış hızı ile sesin hızı arasındaki oran, sıkıştırılabilir akışkanlar için 0,3'ten büyüktür. Bu orana Mach sayısı da denir.

Moleküler düzeyde, bir gaza basınç uygulandığında, basınç gazı her yöne etkiler ve gaz moleküllerinin yüksek derecede çarpışmalara neden olmasına neden olur. Bu çarpışmalar, gaz moleküllerinin birbirleriyle etkileşime girmesi için daha fazla zaman verir ve moleküller arasında daha fazla çekim kuvveti meydana gelebilir. Bu çekim kuvvetleri gaz moleküllerinin hareketini azaltır. Bu, gazın sıkıştırılmasına neden olur.

Şekil 2: Bir Kaptaki Gaz Molekülleri

Sıkıştırılamaz Akışkan Nedir?

Sıvılara sıkıştırılamaz sıvı denir. Üzerine basınç uygulandığında sıvıların hacmi veya yoğunluğu kolayca değişmez. Akışkan dinamiğine göre, bir akışkanın sıkıştırılamaz olması için akış hızı ile ortamdaki ses hızı arasındaki oranın 0,3'ten küçük olması gerekir. Bu nedenle sıvılar için bu oran 0,3'ten azdır ve bu da onu sıkıştırılamaz bir sıvı yapar.

Gazlardan farklı olarak, sıvıların molekülleri veya atomları daha sıkı bir şekilde paketlenir (katılarda olduğu gibi sıkı bir şekilde paketlenmez). Bu nedenle sıvıya uygulanan bir basınç yoğunluğu önemli ölçüde değiştirmez. Başka bir deyişle, sıvıya uygulanan basınçla sıvının hacmi azalmaz.

Akışkanlar dinamiğine göre sıvılar sıkıştırılamaz olarak kabul edilse de, bir basınç uygulandığında sıvılar da sıkıştırılabilir ancak yoğunluk veya hacim değişikliği hesaplanamayacak kadar küçüktür. Bu nedenle sıkıştırılamaz bir akışkan olarak kabul edilir.

Şekil: Bir Kaptaki Sıvı Moleküller

Sıkıştırılabilir ve Sıkıştırılamaz Akışkan Arasındaki Farklar

Tanım

Sıkıştırılabilir Sıvı: Sıkıştırılabilir akışkan, harici bir basınç uygulanarak sıkıştırılabilen bir maddedir.

Sıkıştırılamaz Akışkan: Sıkıştırılamaz akışkan, harici bir basınç uygulamasıyla sıkıştırılamayan bir maddedir.

Ses

Sıkıştırılabilir Sıvı: Sıkıştırılabilir sıvının hacmi, sıvıya basınç uygulanarak azaltılabilir.

Sıkıştırılamaz Akışkan: Sıkıştırılamayan akışkanın hacmi, akışkana basınç uygulanarak azaltılamaz.

Yoğunluk

Sıkıştırılabilir Sıvı: Sıkıştırılabilir akışkanın yoğunluğu, akışkan üzerine bir basınç uygulanarak değiştirilebilir.

Sıkıştırılamaz Akışkan: Sıkıştırılamayan akışkanın yoğunluğu, akışkana basınç uygulanarak değiştirilemez.

Mak sayısı

Sıkıştırılabilir Sıvı: Sıkıştırılabilir bir akışkan için Mach sayısı değeri 0,3'ten büyük olmalıdır.

Sıkıştırılabilir Sıvı: Sıkıştırılamaz bir akışkan için Mach sayısının değeri 0,3'ten küçük olmalıdır.

Çözüm

Akışkan, kolayca akabilen bir maddedir. Bir akışkanın belirli bir şekli yoktur ve bulunduğu kabın şeklini alır. Akışkanın molekülleri arasında çok zayıf çekim kuvvetleri vardır. Gaz ve sıvı fazlar, esas olarak akma yetenekleri nedeniyle sıvı olarak kabul edilir. Gazlara sıkıştırılabilir sıvı, sıvılara sıkıştırılamaz sıvı denir. Sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz sıvı arasındaki temel fark, sıkıştırılabilir bir sıvıya uygulanan kuvvetin sıvının yoğunluğunu değiştirmesi, sıkıştırılamaz bir sıvıya uygulanan kuvvetin ise yoğunluğu önemli ölçüde değiştirmemesidir.

Referanslar:

1. Chang, Raymond ve Kenneth A. Goldsby. Kimya. New York: McGraw-Hill, 2016. Baskı. 2. “Sıkıştırılabilir sıvı.” Ücretsiz Sözlük. Farlex, n.d. Ağ. Burada mevcut. 07 Haziran 2017. 3. “Akışkan Nedir?” Sınırsız. Sınırsız, 08 Ağustos 2016. Web. Burada mevcut. 07 Haziran 2017.

Görünüm inceliği:

1. “Kinetik gaz teorisi” Commons Wikimedia aracılığıyla Sharayanan (CC BY-SA 3.0) 2. “Sıvı model” Teilchenmodell Flüssigkeit.svg: Kaneiderdaniel.Orijinal yükleyici de.wikipediatürev çalışmasında Kaneiderdaniel idi: Kayau (konuşma) – Teilchenmodell Flüssigkeit.svg (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia aracılığıyla