Nøgleforskellen mellem komprimerbare og inkompressible væsker er, at de komprimerbare væsker forekommer i virkeligheden, mens de inkompressible væsker er et koncept udviklet for at lette beregninger.
Væsker er enten gasser eller væsker, der tager form af beholderen. I væskedynamik er en væskes kompressibilitet en meget vigtig faktor. I naturen er alle væskerne komprimerbare, men vi definerer inkompressible væsker for at gøre det nemmere at studere. Begreberne komprimerbare og inkompressible væsker spiller en stor rolle inden for områder som væskedynamik, væskestatik, luftfart og mange andre områder. Derfor er det afgørende at have en ordentlig forståelse af begreberne komprimerbarhed af væsker for at forstå sådanne felter.
Hvad er komprimerbare væsker?
Hver væske, vi møder i vores daglige liv, er komprimerbar. For at forstå, hvad komprimerbare væsker er, skal man først forstå, hvad komprimerbarhed er. En væskes kompressibilitet er reduktionen af væskens volumen på grund af ydre tryk, der virker på den. Omvendt vil en komprimerbar væske reducere sit volumen i nærvær af eksternt tryk. Derfor kan vi tage den kvantitative måling af kompressibiliteten som den relative volumenændring af væsken som reaktion på en trykændring.
Symbolet for kompressibilitet er β eller κ. Derfor kan vi definere kompressibiliteten matematisk som
κ=(-1/v) ∂V/∂p, hvor V er volumen og p er trykket.
I virkeligheden er enhver gas meget komprimerbar, men væsker er ikke meget komprimerbare. Derfor kan vi definere kompressibiliteten i to former; adiabatisk og isotermisk kompressibilitet.
Figur 01: LPG-cylindre indeholder komprimerede gasser
Den adiabatiske komprimerbarhed beskriver komprimerbarheden af systemet, når systemets temperatur er konstant. Vi kan betegne det med βV Hvorimod den isotermiske kompressibilitet refererer til komprimerbarheden målt uden energioverførsel mellem systemet og omgivelserne. Vi kan betegne det med βS Da en adiabatisk proces også er isentropisk, er denne proces en konstant entropiproces.
Hvad er inkompressible væsker?
Inkompressible væsker er en hypotetisk type væsker, som forskerne introducerede for at lette beregningerne. En inkompressibel væske er en væske, der ikke ændrer væskens volumen på grund af ydre tryk. De fleste af de grundlæggende beregninger, som vi foretager i fluiddynamik, afhænger af antagelsen om, at væsken er inkompressibel.
Tilnærmelsen af inkompressibilitet er acceptabel for de fleste væsker, da deres kompressibilitet er meget lav. Imidlertid er komprimerbarheden af gasser høj, så vi kan ikke tilnærme gasser som inkompressible væsker. Kompressibiliteten af en inkompressibel væske er altid nul.
Hvad er forskellen mellem komprimerbare og inkompressible væsker?
Kompressible væsker forekommer i virkeligheden. Faktisk er alle de væsker, der findes i naturen, komprimerbare. Inkompressible væsker er et koncept, som forskerne udviklede for at lette beregningerne. Derfor er dette den vigtigste forskel mellem komprimerbare og inkompressible væsker. Følgelig er en væsentlig forskel mellem komprimerbare og inkompressible væsker, at volumenet af komprimerbare væsker falder, når vi påfører eksternt tryk, men volumenet af inkompressible væsker forbliver konstant. Desuden er de væskedynamiske beregninger for de inkompressible væsker meget nemme sammenlignet med beregningerne, der involverer komprimerbare væsker.
Oversigt – komprimerbare vs inkompressible væsker
En væske er enten en gas eller en væske. Vi kan kategorisere væsker i to brede grupper som komprimerbare og inkompressible væsker afhængigt af deres evne til at gennemgå komprimering. Der er imidlertid ingen sådanne væsker, som ikke undergår kompression. Begrebet inkompressible væsker er således hypotetisk. Den vigtigste forskel mellem komprimerbare og inkompressible væsker er, at de komprimerbare væsker forekommer i virkeligheden, mens de inkompressible væsker er et koncept udviklet for at lette beregninger.
