第一节 流体的主要物理性质

　　一、流体和连续介质模型

　　流体力学的研究对象是流体，流体包括液体和气体。液体的体积有一定的大小并可以形成自由表面；气体则没有固定的体积，能充满整个容器。两者都几乎不能承受拉力；在静止状态下不能承受任何微小的剪切力，在剪切力作用下将产生连续的变形。承受压力时，液体不容易被压缩；气体则容易被压缩。

　　液体和气体都是由分子组成的。这些分子不断地作无规则的热运动，分子之间又存在着空隙。因此，从微观的角度看，对流体的物理量的描述在时间上的分布是不连续的，在空间上的分布也是不连续的。但是，标准情况下，在每立方厘米的气体中约有2.7×1019个分子，在每立方厘米的液体中约有3.3×1022个分子。也就是说，工程问题中，任何一个宏观体积所包含的分子数目都是非常多的，而我们所感兴趣的流体的宏观特性就变成了所包含的大量分子的统计平均特性。因此，我们所讨论的流体并不以分子作为对象而是以一个引进的连续介质模型来进行研究：认为流体是由连续分布的流体质点所组成的。或者说流体质点完全充满所占空间，没有空隙存在。这样，描述流体运动的宏观物理量，如密度、速度、压力、温度等等都可以表示为空间和时间的连续函数，就可以充分利用连续函数来对流体进行研究，不必考虑其微观的分子运动，只研究流体的宏观的机械运动。