ההבדל העיקרי בין נוזלים דחוסים לבלתי דחוסים הוא שהנוזלים הניתנים לדחיסה מתרחשים במציאות ואילו הנוזלים הבלתי דחוסים הם מושג שפותח כדי להקל על החישובים.
נוזלים הם גזים או נוזלים המקבלים את הצורה של המיכל. בדינמיקת נוזלים, יכולת הדחיסה של נוזל היא גורם חשוב מאוד. בטבע, כל הנוזלים ניתנים לדחיסה, אך אנו מגדירים נוזלים בלתי דחיסים לנוחיות הלימוד שלנו. המושגים של נוזלים דחוסים ובלתי ניתנים לדחיסה ממלאים תפקיד מרכזי בתחומים כמו דינמיקת נוזלים, סטטיקת נוזלים, תעופה ותחומים רבים אחרים.לכן, חיוני שתהיה הבנה נכונה של המושגים של דחיסה של נוזלים כדי להבין שדות כאלה.
מהם נוזלים דחוסים?
כל נוזל שאנו פוגשים בחיי היומיום שלנו ניתן לדחיסה. כדי להבין מהם נוזלים הניתנים לדחיסה, יש להבין תחילה מהי דחיסה. כושר הדחיסה של נוזל הוא הפחתת נפח הנוזל עקב לחצים חיצוניים הפועלים עליו. לעומת זאת, נוזל דחוס יקטין את נפחו בנוכחות לחץ חיצוני. לכן, נוכל לקחת את המדידה הכמותית של הדחיסה כשינוי הנפח היחסי של הנוזל בתגובה לשינוי בלחץ.
הסמל לדחיסה הוא β או κ. לפיכך, אנו יכולים להגדיר את הדחיסה באופן מתמטי כ
κ=(-1/v) ∂V/∂p, כאשר V הוא הנפח ו-p הוא הלחץ.
במציאות, כל גז ניתן לדחיסה גבוהה, אך נוזלים אינם ניתנים לדחיסה גבוהה. לכן, אנו יכולים להגדיר את הדחיסה בשתי צורות; דחיסה אדיאבטית ואיזותרמית.
איור 01: גלילי גפ מ מכילים גזים דחוסים
הדחיסה האדיאבטית מתארת את כושר הדחיסה של המערכת כאשר הטמפרטורה של המערכת קבועה. אנו יכולים לסמן זאת ב-βV בעוד, הדחיסה האיזוטרמית מתייחסת לדחיסה הנמדדת ללא העברת אנרגיה בין המערכת לסביבה. אנו יכולים לסמן זאת ב-βS מכיוון שתהליך אדיאבטי הוא גם איזנטרופי, תהליך זה הוא תהליך אנטרופיה קבוע.
מהם נוזלים בלתי דחוסים?
נוזלים בלתי דחוסים הם סוג היפותטי של נוזלים, שהמדענים הציגו לנוחות החישובים. נוזל בלתי דחוס הוא נוזל שאינו משנה את נפח הנוזל עקב לחץ חיצוני.רוב החישובים הבסיסיים שאנו עושים בדינמיקת נוזלים תלויים בהנחה שהנוזל אינו ניתן לדחיסה.
הקירוב של אי-דחיסות מקובל עבור רוב הנוזלים מכיוון שהדחיסה שלהם נמוכה מאוד. עם זאת, יכולת הדחיסה של גזים גבוהה, ולכן איננו יכולים להעריך גזים כנוזלים בלתי ניתנים לדחיסה. יכולת הדחיסה של נוזל בלתי דחיס היא תמיד אפס.
מה ההבדל בין נוזלים דחוסים ובלתי ניתנים לדחיסה?
נוזלים דחוסים מתרחשים במציאות. למעשה, כל הנוזלים המצויים בטבע ניתנים לדחיסה. נוזלים בלתי דחוסים הם מושג שהמדענים פיתחו כדי להקל על החישובים. לפיכך, זהו ההבדל העיקרי בין נוזלים דחסים ובלתי ניתנים לדחיסה. בהתאם, הבדל משמעותי בין נוזלים דחוסים לבלתי דחוסים הוא שנפח הנוזלים הנדחסים יורד כאשר אנו מפעילים לחץ חיצוני, אך נפח הנוזלים הבלתי דחוסים נשאר קבוע.חוץ מזה, החישובים הדינמיים הנוזלים עבור הנוזלים הבלתי ניתנים לדחיסה הם קלים מאוד בהשוואה לחישובים הכוללים נוזלים הניתנים לדחיסה.
סיכום – נוזלים ניתנים לדחיסה לעומת בלתי ניתנים לדחיסה
נוזל הוא או גז או נוזל. אנו יכולים לסווג נוזלים לשתי קבוצות רחבות כנוזלים דחיסים ובלתי ניתנים לדחיסה בהתאם ליכולתם לעבור דחיסה. עם זאת, אין נוזלים כאלה שאינם עוברים דחיסה. לפיכך, הרעיון של נוזלים בלתי דחיסים הוא היפותטי. ההבדל העיקרי בין נוזלים דחוסים ובלתי-דחוסים הוא שהנוזלים הנדחסים מתרחשים במציאות ואילו הנוזלים הבלתי-דחוסים הם מושג שפותח כדי להקל על החישובים.
