教科书常见错误之三：流体是气体和液体的总称

海上钢琴师

物质的三种常见形态为气体、液体和固体，在此意义下，可以说流体是气体和液体的总称。不过，宇宙中大于90％的物质为等离子体，等离子体也是具有流动性的物质，因而也应算作流体。目前流行的说法是，等离子体可以当作带电气体，或者，等离子体在地球环境中是罕有的，因而可以不予考虑。不管怎么说，“流体是气体和液体的总称”这句话似乎不太严密。
声明一下，本贴目的在于穷究事理，没有否定前人工作的意思。

lcw

有的教科书上提到了等离子体也是流体。
不过大多数教科书，在定义流体概念的时候，前面加上了“一般地”，流体是气体和液体的总称。

海上钢琴师

“一般地”这个词有两种含义，一种是数学上的所谓“一般地”，即包含所有可能情况的generally，还有一种是我们中国人在日常生活中习惯的“一般地”，就是指大多数情况下most often的意思。按照上面的理解，教科书中的“一般地”肯定不是数学意义上的，因为没有包含等离子体，如果从整个宇宙物质分布上看，这个“一般地”也应该包括等离子体（占90％以上啊）。从最后的结果看，这个“一般地”指的应该是地球环境中的常见现象，或者说是人类常见情况下的“一般地”。不过这样一来，在看书的时候就要注意分辨一下，所谓“一般地”究竟是什么意思，真的很累。科技上的后发劣势在这个问题中显露无遗，看英文书反倒没有这种麻烦。

fluidics

以前Physics of Fluids就分A和B。A为普通流体，B为等离子体。现在好像又不分了。

junior

等离子体流体一般包含在MHD中，属于流体力学的一个专门分支。查了一些资料，发现确实有把等离子体当作第四态的说法。

DLM

[ADMINOPE=周华|DLM|威望由 0 增加至 1|加分！|1149136858]把流体定义为‘气体和液体的总称’是不大严密，可能很多老师在讲课时（包活我自己），为了容易理解起见，举了气体和液体我们日常生活中最常见的两种流体形式作为例子。在我学过的专业流体力学教科书里，好像没见过个定义，从本构方程角度讲，流体是一种在静止时不能承受剪切应力的物质，或者说在剪切应力下就会产生流动的物质；在物理学家眼里，流体是一种微观上没有固定晶体结构的物质，他们会把玻璃当成流体处理；在流变学家眼里，只要观察时间足够长，任何物质都是一种流体，流变学里最主要的一个参数就是Deborah数（物质松弛时间和流动观察时间的比值，表示弹性大小的一个数），Deborah是圣经里的一个人物，他说过一句话‘在上帝的眼里，山是流动的’，在几百年的观察时间里，我们觉得山是固体，但在几十亿年的观察时间里，山就是流动的了。
流体力学家最关注的是对于一个问题，该采用什么样的本构方程来描述。在静止时，牙膏，积雪，泥石和沙堆等等都是固体，可是一旦在外力作用下运动时，他们就像流体一样流动，需要采用流体本构方程来描述了。

junior

今天看朗道的书，第一句话就是：
Fluid dynamics concerns itself with the study of the motion of fluids (liquids and gases).
大概流体的古典定义就是指液体和气体，在学科发展后才逐步涉及到等离子体问题。

海上钢琴师

[这个贴子最后由海上钢琴师在 2006/04/08 03:18pm 第 1 次编辑]

下面引用由DLM在 2006/04/06 05:11am 发表的内容：
‘在上帝的眼里，山是流动的’

顶这句话。看过discovery的一个片子，里面讲喜马拉雅山脉的隆起过程，在数百年的时间尺度里，喜马拉雅山当然是固体，但是在地质时间上，喜马拉雅山的隆起尽然跟汤匙搅动糖浆的过程非常类似，实际上就是印度洋板块（汤匙）向北移动使陆地（糖浆）堆起了一个褶皱而已。

minimoon

[ADMINOPE=周华|minimoon|威望由 1 增加至 2|加分！|1149136969]不知道这个帖子为什么要置顶。
以前的“固体物理”，现在都已经更名为“凝聚态物理”了。
从理性力学的观点，流体不流体不是重要的，重要的是本构关系，有了本构关系就可以把传统的流体、等离子体、固体、玻璃体纳入一个框架下进行研究。
从某种角度看（呵呵，这是制我的角度），刚体力学的分析根本就是没有事实依据的错误。

周华

下面引用由minimoon在 2006/04/09 03:09pm 发表的内容：
不知道这个帖子为什么要置顶。
...

这个论坛现在改名叫“正本清源”主要就是受这几个帖子内容的启发。置顶这个帖子是为了表明这个分论坛的定位。

hopelee2008

多谢楼主给我上了一颗。

feiyuzhen

受教

中华

领教啦
关注的原来是事物的  标杆意义

zxg

好贴

ltbbl

三大类流体!
液流体,气流体,和电流体.