ของไหล


                   เป็นที่ทราบกันดีแล้วว่า  มีการแบ่งประเภทของสสาร  โดยพิจารณาจากสถานะของสสารได้  3  ชนิด  คือ  ของแข็ง  ของเหลวและแก๊สในการศึกษาสภาพของสสารพบว่า  ที่อุณหภูมิคงตัว 

ของแข็งจะมีรูปร่างและปริมาตรคงตัว  เมื่อถูกแรงกระทำไม่มากนัก 

ของเหลวจะมีปริมาตรคงตัวและมีรูปร่างเปลี่ยนแปลงตามภาชนะที่บรรจุและจะมีประมาตรลดลงเล็กน้อยเมื่อถูกแรงอัด 

แก๊สมีรูปร่างและปริมาตรไม่คงตัว  โดยปริมาตรมีขนาดเปลี่ยนแปลงตามภาชนะที่บรรจุ และเมื่อมีแรงอัดกระทำต่อแก๊ส ปริมาตรของแก๊สจะเปลี่ยนแปลงอย่างมาก นอกจากนี้ถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ปริมาตรของแก๊สจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

เนื่องจากปริมาตรของของเหลวและแก๊สไม่แน่นอนขึ้นอยู่กับรูปร่างของภาชนะที่บรรจุและสามารถไหลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ จึงมีการเรียกของเหลวและแก๊สว่าของไหล (fluid) ในบทเรียนนี้จะเป็นการศึกษาสมบัติต่างๆ ของของไหล ได้แก่ ความหนาแน่น ความดัน แรงดัน ความตึงผิว ความหนืด เป็นต้น

ของเหลวแม้ว่าจะมีรูปร่างไม่แน่นอนตามภาชนะที่บรรจุ  แต่จะมีปริมาตรคงที่ค่าหนึ่ง (ที่อาจขึ้นกับอุณหภูมิ)  จึงจัดของเหลวเป็นของไหลที่อัดไม่ได้ (Incompressible fluid)

แก๊สหรืออากาศมีปริมาตรที่ไม่แน่นอน เมื่อเปลี่ยนไปสู่ภาชนะที่ใหญ่กว่า ก็สามารถกระจายไปเต็มภาชนะใหม่นั้นได้ จึงจัดแก๊สหรืออากาศเป็นของไหลที่อัดได้ (Compressible fluid)

ความหนาแน่น

                จากความรู้ในระดับมัธยมศึกษาตอนต้นที่ว่า ความหนาแน่นของสารเป็นสมบัติเฉพาะของสารแต่ละชนิดและเป็นปริมาณที่บอกค่ามวลของสารในหนึ่งหน่วยปริมาตร  ถ้าให้ m เป็นมวลของสารที่มีปริมาตร V และ r  เป็นความหนาแน่นของสารแล้วสามารถเขียนเป็นความสัมพันธ์  ได้ว่า

ความหนาแน่นเป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3)

ตาราง 9.1 ความหนาแน่นของสารบางชนิดที่อุณหภูมิ 0 และความดัน 1 บรรยากาศ

สาร

ความหนาแน่น  (kgm-3)

สาร

ความหนาแน่น  (kgm-3)

ของแข็ง

ของเหลว

ออสเมียม 22.5 x 103 ปรอท 13.6 x 103
 ทอง 19.3 x 103 น้ำทะเล 1.024 x 103
 ยูเรเนียม 18.7 x 103 น้ำ (4 °C) 1.00 x 103
ตะกั่ว 11.3 x 103 เอทิลแอลกอฮอร์ 0.79 x 103
เงิน 10.5 x 103 น้ำมันเบนซิน 0.68 x 103
 ทองแดง 8.9 x 103

แก๊ส

ทองเหลือง 8.6 x 103 ออกซิเจน 1.429
 เหล็ก 7.86 x 103 อากาศ 1.292
อลูมิเนียม 2.70 x 103 ไนโตรเจน 1.251
แมกนีเซียม 1.74 x 103 ฮีเลียม 0.179
  แก้ว (2.4 - 2.8) x 103 ไฮโดรเจน 0.090
น้ำแข็ง 0.917 x 103    
โฟม 0.1 x 103    

               
จากการศึกษาสมบัติของของเหลวพบว่า เมื่ออุณหภูมิคงตัวหรือเปลี่ยนแปลงไม่มาก ถือได้ว่าปริมาตรคงตัว  ดังนั้นความหนาแน่นของของเหลวจึงมีค่าคงตัว

                ค่าความถ่วงจำเพาะของสาร (Specific gravity)

                ค่าความถ่วงจำเพาะของสารหรือเรียกว่า ถ.พ. เป็นปริมาณที่บอกค่าเปรียบเทียบค่าความหนาแน่นของสารใด ๆ กับค่าความหนาแน่นของน้ำหรืออาจเรียกได้อีกอย่างว่า ค่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ ซึ่งเขียนเป็นความสัมพัทธ์ได้ว่า

                การหาค่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ของสาร เช่น ความความหนาแน่นสัมพัทธ์ของทอง โดยพิจารณาจากตาราง 9.1 ทองมีความหนาแน่น 19.3 x 103   kg/m3   ค่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ของทองหรือ ถ.พ. มีค่าเท่ากับ

     ค่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ 19.3 แสดงว่า ทองมีความหนาแน่นเป็น 19.3 เท่าของความหนาแน่นของน้ำ

 

กลับหน้าสารบัญ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล