Fluideigenschaften

Fluideigenschaften bezeichnet in der Physik die Eigenschaften von Fluiden, die ihr Verhalten unter Einfluss von Druck, Temperaturunterschieden und äußeren Kräften beschreiben. Als Fluide gelten Flüssigkeiten und Gase; ihre Eigenschaften können je nach Zustand variieren. Wichtige Größen sind Dichte, Viskosität, Kompressibilität sowie Oberflächenspannung, thermische Eigenschaften und rheologische Merkmale.

Die Dichte ρ beschreibt die Masse pro Volumen und beeinflusst Trägheit, Auftrieb und Mischvorgänge; sie hängt von Temperatur, Druck und der Zusammensetzung ab. Die Viskosität η misst den Fließwiderstand eines Fluids. Bei idealen oder einfachen Modellen bleibt η bei gegebenen Bedingungen konstant; reale Fluide können jedoch eine Viskosität zeigen, die von der Schergeschwindigkeit abhängt (Nicht-Newtonsche Rheologie) bzw. andere nichtlineare Effekte aufweist.

Kompressibilität beschreibt, wie sich das Volumen bei Druckänderungen ändert. Real fließende Medien sind leicht kompressibel; die Relevanz zeigt sich in der Schallgeschwindigkeit c und dem Bulkmodul K. Die Oberflächenspannung γ ist die Energie pro Fläche an einer Grenzfläche und verursacht Tropfenbildung, Kapillarwirkung und beeinflusst Phasenübergänge sowie Emulsionen.

Zu den thermischen Eigenschaften zählen Wärmeleitfähigkeit k, spezifische Wärmekapazität cp und die thermische Ausdehnung mit dem Koeffizienten α. Fluide können sich bei Temperatur- und Druckänderungen ausdehnen oder zusammenziehen, was Dichte und Fließverhalten beeinflusst. Der Diffusionskoeffizient D beschreibt den Stofftransport im Fluid.

Insgesamt hängen Fluideigenschaften stark von Zusammensetzung, Temperatur, Druck und Phase ab und sind zentral für Strömungsmechanik, Verfahrenstechnik, Wärmeübertragung und Umwelttechnik.