Sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz akışkanlar arasındaki temel fark, sıkıştırılabilir akışkanların gerçekte meydana gelmesidir, oysa sıkıştırılamaz akışkanlar hesaplama kolaylığı için geliştirilmiş bir kavramdır.
Akışkanlar, kabın şeklini alan gazlar veya sıvılardır. Akışkanlar dinamiğinde, bir akışkanın sıkıştırılabilirliği çok önemli bir faktördür. Doğada tüm sıvılar sıkıştırılabilir, ancak çalışma kolaylığımız için sıkıştırılamaz sıvıları tanımlıyoruz. Sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz akışkanlar kavramları, akışkanlar dinamiği, akışkanlar statiği, havacılık ve diğer birçok alanda önemli bir rol oynamaktadır. Bu nedenle, bu tür alanları anlamak için sıvıların sıkıştırılabilirlik kavramlarını doğru bir şekilde anlamak çok önemlidir.
Sıkıştırılabilir Akışkanlar nelerdir?
Günlük hayatımızda karşılaştığımız her sıvı sıkıştırılabilir. Sıkıştırılabilir akışkanların ne olduğunu anlamak için önce sıkıştırılabilirliğin ne olduğunu anlamak gerekir. Bir akışkanın sıkıştırılabilirliği, üzerine etki eden dış basınçlar nedeniyle akışkanın hacminin azalmasıdır. Tersine, sıkıştırılabilir bir sıvı, dış basınç varlığında hacmini az altacaktır. Bu nedenle, sıkıştırılabilirliğin nicel ölçümünü, bir basınç değişikliğine tepki olarak sıvının göreli hacim değişikliği olarak alabiliriz.
Sıkıştırılabilirlik sembolü β veya κ'dir. Dolayısıyla sıkıştırılabilirliği matematiksel olarakşeklinde tanımlayabiliriz.
κ=(-1/v) ∂V/∂p, burada V hacim ve p basınçtır.
Gerçekte, her gaz yüksek oranda sıkıştırılabilir, ancak sıvılar yüksek oranda sıkıştırılabilir değildir. Dolayısıyla sıkıştırılabilirliği iki şekilde tanımlayabiliriz; adyabatik ve izotermal sıkıştırılabilirlik.
Şekil 01: LPG Tüpleri Sıkıştırılmış Gazlar İçerir
Adyabatik sıkıştırılabilirlik, sistemin sıcaklığı sabit olduğunda sistemin sıkıştırılabilirliğini tanımlar. Bunu βV ile gösterebiliriz. Oysa izotermal sıkıştırılabilirlik, sistem ve çevre arasında hiçbir enerji aktarımı olmadığında ölçülen sıkıştırılabilirliği ifade eder. Bunu βS ile gösterebiliriz Adyabatik bir süreç aynı zamanda izentropik olduğundan, bu süreç sabit bir entropi sürecidir.
Sıkıştırılamaz Akışkanlar nelerdir?
Sıkıştırılamaz akışkanlar, bilim adamlarının hesaplama kolaylığı için tanıttığı varsayımsal bir akışkan türüdür. Sıkıştırılamaz bir sıvı, dış basınç nedeniyle sıvının hacmini değiştirmeyen bir sıvıdır. Akışkanlar dinamiğinde yaptığımız temel hesaplamaların çoğu, akışkanın sıkıştırılamaz olduğu varsayımına dayanır.
Sıkıştırılabilirlikleri çok düşük olduğundan, sıvıların çoğu için sıkıştırılamazlık yaklaşımı kabul edilebilir. Bununla birlikte, gazların sıkıştırılabilirliği yüksektir, bu nedenle gazları sıkıştırılamaz akışkanlar olarak tahmin edemeyiz. Sıkıştırılamaz bir sıvının sıkıştırılabilirliği her zaman sıfırdır.
Sıkıştırılabilir ve Sıkıştırılamaz Akışkanlar Arasındaki Fark Nedir?
Sıkıştırılabilir sıvılar gerçekte oluşur. Aslında doğada bulunan tüm sıvılar sıkıştırılabilir özelliktedir. Sıkıştırılamaz akışkanlar, bilim adamlarının hesaplama kolaylığı için geliştirdikleri bir kavramdır. Dolayısıyla, sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz akışkanlar arasındaki temel fark budur. Buna göre sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz akışkanlar arasındaki önemli bir fark, dış basınç uyguladığımızda sıkıştırılabilir akışkanların hacminin azalması, ancak sıkıştırılamayan sıvıların hacminin sabit kalmasıdır. Ayrıca, sıkıştırılamayan akışkanlar için akışkan dinamiği hesaplamaları, sıkıştırılabilir akışkanları içeren hesaplamalara kıyasla çok kolaydır.
Özet – Sıkıştırılabilir ve Sıkıştırılamaz Sıvılar
Akışkan ya gazdır ya da sıvıdır. Akışkanları, sıkıştırmaya maruz kalma yeteneklerine göre sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz akışkanlar olarak iki geniş gruba ayırabiliriz. Ancak, sıkıştırmaya uğramayan bu tür sıvılar yoktur. Bu nedenle, sıkıştırılamaz akışkanlar kavramı varsayımsaldır. Sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz sıvılar arasındaki temel fark, sıkıştırılabilir sıvıların gerçekte meydana gelmesidir, oysa sıkıştırılamaz sıvılar hesaplama kolaylığı için geliştirilmiş bir kavramdır.
