Vätskefunktioner

Vätskefunktioner är egenskaper och beteenden hos vätskor som beskriver hur flytande ämnen svarar på krafter, tryck och gränssnitt med fasta eller gasformiga ämnen. Begreppet används inom fysik, kemi, teknik och biologi för att förstå både statiska och dynamiska vätskeflöden.

Vätskors grundläggande fysiska egenskaper inkluderar densitet (ρ), som anger massa per volym; viskositet (η), som motsvarar inre friktion; ytspänning (σ), som motverkar avgränsningar mellan vätska och luft; samt kompressibilitet (β), som beskriver hur volymen ändras vid tryckförändringar. Vätskors temperatur- och tryckberoende påverkar dessa egenskaper tydligt.

Flöden beskrivs av kontinuitetsekvationen, som uttrycker massa bevarande, och av momentumekvationer som omfattar viskositet. För idealiserade friktionsfria flöden används Bernoullis ekvation, medan fullständiga vätskeflöden beskrivs av Navier–Stokes-ekvationerna. Vätskor kan vara Newtonska eller icke-Newtonska beroende på hur viskositet förändras med strömningshastighet eller deformation.

Användningsområden för vätskefunktioner spänner över hydraulik och vattenkraft, vätskesystem i maskiner, blodflöde och transport i biologi, samt mikrofluidik där små volymer styrs av kanaler och ytspänning.

Vätskefunktioner studeras genom experimentella metoder som viskosimetri, densitets- och ytspänningsmätningar samt hydrodynamiska simuleringar. Genom denna kunskap utforskas och optimeras tekniska system och naturliga processer som involverar vätskor.