Мне кажется, что чем глубже я изучаю физику жидкостей, тем больше я понимаю, что на самом деле не понимаю основную концепцию давления жидкости. Например, что подразумевается под давлением жидкости? Это давление/сила, с которой молекулы жидкости действуют ДРУГ НА ДРУГА, поскольку они сталкиваются друг с другом бесчисленное количество раз? Это давление, которое ощущают СТОРОНЫ и ДНО сосуда, в котором находятся молекулы жидкости, или ОБЪЕКТЫ (будь то плавающий человек или лодка), погруженные в жидкость, когда частицы жидкости сталкиваются с их поверхностью?
И как гравитация влияет на давление жидкости? Например, я продолжаю читать, что давление жидкости больше в нижней части контейнера, содержащего жидкость, чем в верхней части контейнера, потому что вес частиц жидкости наверху давит вниз на частицы внизу. Но почему это так на самом деле? Разве молекулы жидкости не сталкиваются одинаково (например, одинаковое количество, сила столкновений), независимо от того, находятся ли они на дне, в середине или наверху сосуда? Также мы знаем, что частицы жидкости (в большей степени частицы газа, чем жидкости) всегда находятся в движении, тогда, имея это в виду, было бы правильно предположить, что в сосуде с жидкостью множество частиц жидкости на дне сосуда всегда могут перемещаться случайным образом ( например, пройти вертикальное расстояние вверх и, таким образом, поменяться вертикальными позициями) к ближайшему верху или середине контейнера, таким образом, иногда давление передается снизу вверх, а затем сверху вниз контейнера (потому что, конечно, частицы/молекулы всегда сталкиваются) все время? Если это мое предположение верно, то откуда взялась концепция увеличения давления жидкости с большей глубиной?
Я не знаю, ошибочны ли мои предположения в предыдущем абзаце, и это причина, по которой мое понимание жидкости искажено, но если кто-то может дать какое-либо объяснение этой темы, было бы здорово.
Это давление/сила, с которой молекулы жидкости действуют ДРУГ НА ДРУГА, поскольку они сталкиваются друг с другом бесчисленное количество раз? Это давление, которое ощущают СТОРОНЫ и ДНО сосуда, в котором находятся молекулы жидкости, или ОБЪЕКТЫ (будь то плавающий человек или лодка), погруженные в жидкость, когда частицы жидкости сталкиваются с их поверхностью?
Все вышеперечисленное.
Разве молекулы жидкости не сталкиваются одинаково (например, одинаковое количество, сила столкновений), независимо от того, находятся ли они на дне, в середине или наверху сосуда?
Нет. Если представить, что жидкость состоит из твердых частиц (молекул), каждая частица имеет массу. Поэтому, если он движется вверх, на него действует гравитация, как и на любой другой снаряд, и он замедляется. Если он движется вниз, он снова ускоряется. Следовательно, давление в нижней части вертикального столба жидкости больше, чем давление в верхней части.
Давление есть, , (в идеальном газе) постоянная Больцмана, умноженная на плотность, умноженная на температуру. Давление — это сила на единицу площади, которая будет действовать на контейнер, если вы захватите немного жидкости в контейнере, и эта сила возникает из-за столкновений со стенками контейнера, но не из-за столкновений между частицами внутри контейнера. жидкость. Частицы внутри жидкости могут быть совершенно бесконфликтными между собой, а давление по-прежнему конечно, потому что оно имеет плотность и температуру. Плотность и температура в конечном итоге определяются по распределению частиц с разными скоростями. Когда сила тяжести действует на жидкость, причина, по которой давление на дне выше, заключается в том, что сила тяжести вызывает градиент плотности и, следовательно, общий градиент давления. Почему существует градиент плотности? Потому что на дне сосуда есть частицы, которым не хватает энергии, чтобы достичь верха сосуда (снова подумайте о распределении частиц с разными скоростями). Это не имеет ничего общего с частицами наверху, «давящими» на частицы внизу. Частицы могут сталкиваться, и это приводит жидкость к тепловому равновесию, но жидкость может быть без столкновений, и все равно будет градиент давления.
Редактировать: обратите внимание, что давление с точки зрения столкновений с контейнером или объектами, находящимися в жидкости, предполагает наличие столкновений с контейнером или объектом. Эта концепция столкновений со стенками контейнера заключается в том, как вы измеряете давление, но не в том, как оно определяется . Если жидкость не испытывает столкновений со стенками, то, очевидно, вы не измерите конечное давление. Например, нейтрино почти ни с чем не сталкиваются, поэтому вам придется делать выводы о давлении из других измерений, теории, предположений и т. д.
Антониос Сарикас