Fizyka płynów

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 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. Brak numerów stron w książce

Zobacz też

• Ruch
• Mechanika płynów
• Wrzenie pęcherzykowe
• Mechanika kwantowa