Fluid

Fluid, jede Flüssigkeit oder jedes Gas oder allgemein jedes Material, das in Ruhe keiner tangentialen oder scherenden Kraft standhalten kann und das eine kontinuierliche Formveränderung erfährt, wenn es einer solchen Belastung ausgesetzt wird. Diese kontinuierliche und nicht rückgängig zu machende Lageveränderung eines Teils des Materials im Verhältnis zu einem anderen Teil, wenn es einer Scherbeanspruchung ausgesetzt ist, stellt das Fließen dar, eine charakteristische Eigenschaft von Flüssigkeiten. Im Gegensatz dazu bleiben die Scherkräfte in einem elastischen Festkörper, der in einer verdrehten oder gebogenen Position gehalten wird, erhalten; der Festkörper unterliegt keinem Fließen und kann in seine ursprüngliche Form zurückfedern. (Siehe Verformung und Fließen.) Komprimierte Flüssigkeiten können ebenfalls in ihre ursprüngliche Form zurückfedern, aber während die Kompression beibehalten wird, sind die Kräfte innerhalb der Flüssigkeit und zwischen der Flüssigkeit und dem Behälter keine Scherkräfte. Die Flüssigkeit übt einen Druck nach außen aus, der als hydrostatischer Druck bezeichnet wird und überall senkrecht zu den Oberflächen des Behälters steht.

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Seit dem letzten Viertel des 18. Jahrhunderts wurden verschiedene Vereinfachungen oder Modelle von Flüssigkeiten entwickelt, um den Flüssigkeitsstrom zu analysieren. Das einfachste Modell, das als perfektes oder ideales Fluid bezeichnet wird, ist ein Fluid, das weder Wärme leitet noch einen Widerstand an den Wänden eines Rohrs oder einen inneren Widerstand für einen Teil, der über einen anderen fließt, bietet. Daher kann ein perfektes Fluid, selbst wenn es fließt, keine tangentiale Kraft ausüben, d. h. es hat keine Viskosität und wird auch als nichtviskoses Fluid bezeichnet. Einige reale Flüssigkeiten mit geringer Viskosität und Wärmeleitfähigkeit nähern sich diesem Verhalten an.

Flüssigkeiten, bei denen die Viskosität oder die innere Reibung berücksichtigt werden muss, werden als viskose Flüssigkeiten bezeichnet und weiter als Newtonsche Flüssigkeiten unterschieden, wenn die Viskosität für verschiedene Schergeschwindigkeiten konstant ist und sich nicht mit der Zeit ändert. Die Viskosität von nicht-newtonschen Flüssigkeiten ändert sich entweder mit der Schergeschwindigkeit oder sie ändert sich mit der Zeit, auch wenn die Schergeschwindigkeit konstant ist. Flüssigkeiten dieser letzten Kategorie, die dünner und weniger viskos werden, wenn sie weiter gerührt werden, nennt man thixotrope Flüssigkeiten.