ของไหล หรือ Fluid มีความหมายรวมถึงสสารที่อยู่ในสถานะของเหลว แก๊ส แต่ในบางครั้งของไหลบางชนิดมีความหนืดเหนียวสูงมาก เช่น น้ำเชื่อมที่เคี่ยวจนหนืดเพื่อนำมาทำลูกอม เป็นต้น ทำให้จำแนกออกจากของแข็งได้ยาก
แต่โดยทั่วไปของไหลมีสมบัติที่ปรากฎให้เห็นอย่างชัดเจน ดังนี้
- มีความดัน – โดยเป็นผลมาจากความหนาแน่นของของไหล และความโน้มถ่วงที่ของไหลกระทำกับภาชนะ ซึ่งความดันจะแตกต่างกันไปตามความลึก
- ความหนืด – เป็นสมบัติหนึ่งของของไหลที่ต้านทานการไหลของตัวเอง ยิ่งสสารมีความหนืดสูง ยิ่งไหลได้ยาก ในขณะเดียวกัน ของไหลที่มีความหนืดต่ำ จะไหลได้ง่าย
- รูปทรงเปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ ไม่มีรูปทรงที่แน่นอน (แต่ปริมาตรคงที่ – หากเราไม่คำนึงถึงการระเหยของของไหล)
เนื้อหา :
ความดันในของไหล
ความดัน หรือ Pressure หมายถึง อัตราส่วนระหว่างแรงต่อพื้นที่ 1 ตารางหน่วย เป็นปริมาณที่บ่งบอกถึงศักยภาพของของไหลที่ออกแรงกระทำต่อพื้นที่นั้นๆ สามารถเขียนอยู่ในรูปสัญลักษณ์ได้ดังนี้
โดยที่
- แทนความดันในหน่วย นิวตันต่อตารางเมตร () หรือ พาสคาล (Pascal)
- แทนแรงดันในของไหลที่กระทำตั้งฉากกับผนังภาชนะหรือก้นภาชนะ ในหน่วยนิวตัน (N)
- แทนพื้นที่ที่ของไหลออกแรงกระทำกับพื้นที่ ในหน่วยตารางเมตร ()
ถ้าเราสนใจของไหลที่เป็นของเหลวอย่างน้ำในแก้วทรงกระบอกสูง เราสามารถหาความดันที่ก้นภาชนะนี้ได้ ดังนี้
จาก
(เป็นแรงที่กระทำตั้งฉากกับผนังภาชนะ)
แต่ (มวลของสสาร เท่ากับ ความหนาแน่นคูณด้วยปริมาตร)
แต่ (ปริมาตรของของเหลวในภาชนะ เท่ากับ พื้นที่หน้าตัดภาชนะคูณด้วยความสูง)
ความดันเกจ
หากกำหนดให้
- แทนความหนาแน่นของของไหล ในหน่วย
- แทนปริมาตรของของไหลในหน่วย
- แทนค่าคงที่ความโน้มถ่วง
- แทนตำแหน่งความสูงที่อยู่จากระดับอ้างอิง ในหน่วยเมตร (m)
- แทนตำแหน่งอ้างอิงใดๆ ในหน่วยเมตร (m)
- Δh แทนความสูงของของเหลว ในหน่วย (m)