Жидкости. 
Гипотеза сплошности. 
Плотность жидкости

Жидкости. Жидкость — физическое тело, обладающее свойством текучести, т. е. способностью неограниченно изменять свою форму под действием даже весьма малых сил, но в отличие от газов практически не изменяющее свой объем при изменении давления.

В обычном состоянии жидкость оказывает малое сопротивление разрыву и большое сопротивление сжатию (имеет малую сжимаемость). Вместе с тем жидкость оказывает значительное сопротивление относительному движению соседних слоев (обладает вязкостью). В понятие «жидкость» включают как жидкости обычные, называемые капельными, так и газы, когда их можно считать как сплошную малосжимаемую легкоподвижную среду.

В гидравлике рассматривают только капельные жидкости. К ним относятся вода, нефть, керосин, бензин, ртуть и др.

Газообразные жидкости — воздух и другие газы — в обычном состоянии капель не образуют. Основной особенностью капельных жидкостей является то, что в большинстве случаев их рассматривают как несжимаемые.

Гипотеза сплошности. Жидкость рассматривается как деформируемая система материальных частиц, непрерывно заполняющих пространство, в котором она движется.

Жидкая частица представляет собой бесконечно малый объем, в котором находится достаточно много молекул жидкости. Например, если рассмотреть кубик воды со сторонами размером 0,001 см, то в объеме будет находиться 3,3−1013 молекул. Частица жидкости полагается достаточно малой по сравнению с размерами области, занятой движущейся жидкостью.

При таком предположении жидкость в целом рассматривается как континуум — сплошная среда, непрерывно заполняющая пространство, т. е. принимается, что в жидкости нет пустот или разрывов, все характеристики жидкости являются непрерывными функциями, имеющими непрерывные частные производные по всем своим аргументам. Сплошная среда представляет собой модель, которая успешно используется при исследовании закономерностей покоя и движения жидкости.

Правомерность применения модели жидкости — сплошная среда подтверждена всей практикой гидравлики.

Плотность жидкости. Плотность характеризует распределение массы М жидкости по объему W. В произвольной точке, А жидкости плотность.

(1.1).

где: ДM — масса, заключенная в объеме ДW, стягиваемом в точку А.

Плотность однородной жидкости:

с =M/W (1.2) (кг/м3).

Плотность с во всех точках однородной жидкости одинакова.

В общем случае плотность может изменяться от точки к точке в объеме, занятом жидкостью, и в каждой точке объема с течением времени.

Удельный вес у однородной жидкости определяется:

у = G/W (Н/м3).

Учитывая, что G = Mg, получим зависимость, используемую в расчетах:

y = сg.

Отметим, что значение ускорения свободного падения g изменяется от 9,831 м/с2 (на полюсе) до 9,781 м/с2 (на экваторе).

Плотность жидкостей и газов зависит от температуры и давления. Все жидкости, кроме воды, характеризуются уменьшением плотности с ростом температуры. Плотность воды максимальна при t = 4 °C и уменьшается как с уменьшением, так и увеличением температуры от этого значения. В этом проявляется одно из аномальных свойств воды. При изменении давления плотность жидкостей изменяется незначительно. Температура, при которой плотность воды максимальная, с увеличением давления уменьшается.